JPH05188150A - 核融合生成物測定装置 - Google Patents

核融合生成物測定装置

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JPH05188150A
JPH05188150A JP4005554A JP555492A JPH05188150A JP H05188150 A JPH05188150 A JP H05188150A JP 4005554 A JP4005554 A JP 4005554A JP 555492 A JP555492 A JP 555492A JP H05188150 A JPH05188150 A JP H05188150A
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JP
Japan
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neutrons
neutron
measuring device
fusion
container
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JP4005554A
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English (en)
Inventor
Yoshio Kita
好夫 北
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH05188150A publication Critical patent/JPH05188150A/ja
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

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  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】中性粒子および中性子を測定できる核融合生成
物測定装置を提供することにある。 【構成】核融合装置から得られる中性子を取り込む測定
装置容器1と、この測定装置容器1内に配設され、前記
中性子を荷電粒子に交換する荷電粒子交換用炭素皮膜2
0と、前記測定装置容器1内であって、前記炭素皮膜2
0と間隔を存して配設され、前記中性子を中性子プロト
ンに変換する中性子プロトン変換フォイル21と、前記
炭素皮膜20および中性子プロトン変換フォイル21か
らの中性粒子および中性子プロトンをそれぞれ測定する
検出器6,7とを具備したもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、核融合炉により生成さ
れる中性粒子および中性子の核融合生成物測定装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、核融合炉により生成される中性粒
子のエネルギー分析を行う中性粒子分析器として、図4
に示すように構成されたものがある。この中性粒子分析
器40は、入射中性粒子41が分析容器42の入り口に
配設されている電交換用炭素皮膜43で荷電粒子44に
変換され、電磁石45により各々のエネルギーに従い異
なる回転半径で回転し、位置分解型の多チャンネル検出
器46によりエネルギー分布が測定され、図示しない計
算機によりデータ処理され、温度が求められていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述した中性粒子分析
器は、当然のことながら中性粒子のエネルギーの分析は
できても、DD核反応生成中性子およびDT核反応生成
中性子([Dは重水素(2.5MeV)、Tは三重水素
(14MeV)]の測定はできない。そこで、本発明
は、中性粒子および中性子を測定できる核融合生成物測
定装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、核融合装置から得られる中性子を取り込む測
定装置容器と、この測定装置容器内に配設され、前記中
性子を荷電粒子に交換する荷電粒子交換手段と、前記測
定装置容器内であって、前記荷電粒子交換手段と間隔を
存して配設され、前記中性子をプロトンに変換する中性
子プロトン変換手段と、前記荷電粒子変換手段および中
性子プロトン変換手段からの中性粒子および中性子をそ
れぞれ測定する検出器を具備したものである。
【0005】
【作用】本発明によれば、核融合装置からの中性子は、
荷電粒子交換手段および中性子プロトン変換手段により
それぞれ中性粒子と中性子に変換され、これらは検出器
で検出されるので、2.5MeV中性粒子および14M
eV中性子を測定できる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明の第1の実施例の要部を示す
もので、(a)はその要部を示す正断面図および概略構
成を示す図、(b)は該(a)のB1−B1線に沿って
切断し矢印方向に見た要部断面図および概略構成を示す
図である。鉄からなり、入射窓1aおよび出射窓1bを
有する測定装置容器1の入射窓1a側に、図示しない核
融合装置から発生した中性子をコリメートする中性子コ
リメータ2が配設されている。
【0007】容器1内には、この入射窓1aおよび出射
窓1bの中間位置に、コリメータ2側に中性粒子測定の
ための荷電交換用炭素皮膜20を設置し、この背面側
(コリメータに遠ざかる側)に例えば薄いポリエチレン
板からなる中性子プロトン変換フォイル21が設置され
ている。この場合、中性子が炭素皮膜20で減衰せずに
貫通すること、および、炭素皮膜20で生成された荷電
粒子の軌道を避けるように前記変換フォイル21が設置
されている。
【0008】また、容器1内には、2.5MeV中性子
検出器6と、14MeV中性子検出器7が配設され、こ
れらの検出器6,7はいずれも入射窓1a側に鉛シール
ド8,9が設けられ、核融合装置からのガンマ線をシー
ルドするように構成されている。前記検出器6,7とし
ては、中性子のエネルギーを分解することができる位置
分解型の多チャンネルタイプであって、強磁場中で動作
が可能なシリコン中性子検出器を使用する。
【0009】そして、中性子プロトン変換フォイル21
の背面側および荷電交換用炭素皮膜20の背面側には、
バックグランドのガンマ線の効果を相殺するためのビー
ムチョッパ10が配設され、このビームチョッパ10は
容器1外部に配設されたチョッパ駆動電源11が接続さ
れ、これによりプロトンがチョップされたり、チョップ
されないように構成されている。
【0010】さらに、容器1には、2.5MeVおよび
14MeVの中性子による反跳プロトンを偏向して中性
子検出器6,7に導くための超電導コイル12が配設さ
れ、これには容器1外部に配設されているコイル電源1
8が接続されている。容器1の出射窓1bには、中性子
が照射されてもガンマ線等を出しにくい比較的原子番号
の小さい材料例えばBeからなる薄板13により閉塞さ
れている。
【0011】そして、検出器6,7で検出された検出信
号が信号処理部14に導かれ、ここで波高弁別され、こ
れによりガンマ線等のノイズが分離されるようになって
いる。信号処理部14で弁別された信号は、インタフェ
ース15を介してデータ処理用の計算機16に導かれる
ようになっている。計算機16は、ビームチョッパ10
で中性子がチョップされ遮断されたときの信号処理部1
4で処理された値をカウントし、ビームチョッパ10が
動作しないときの信号処理部14で処理された値をカウ
ントし、両者を比較相殺したり、またチョッパ駆動電源
11を制御したり、フォイル等駆動装置5を駆動指令を
与えたりするように動作するようになっている。さら
に、容器1には、内部を真空にするための真空排気装置
17が設けられている。
【0012】次に、このように構成された核融合生成物
測定装置の動作を説明する。核融合装置から発生した中
性子は、中性子コリメータ2によりコリメートされると
共に、荷電交換用炭素皮膜20に入射されることから荷
電粒子が生成される。さらに、前記核融合装置から発生
した中性子がほとんど炭素皮膜20で減衰せずに炭素皮
膜20を貫通すること、および、炭素皮膜20で生成さ
れた荷電粒子の軌道を避けるように前記変換フォイル2
1が設置されている。このため、中性子変換プロトン変
換フォイル21に中性子が入射され、ここで2.5Me
V、14MeVの中性子による反跳プロトンに変換され
る。このプロトンは、超電導コイル12により作られた
磁場により180度偏向されるが、プロトンの発散は、
検出器6,7の位置で再び集束され、検出器6,7の位
置で再び集束される。この検出器6,7は位置分解型の
多チャンネルタイプであってシリコン検出器を用いてい
るので、2.5MeV、14MeVのエネルギーを持つ
中性子の量およびエネルギー分布をそれぞれ測定するこ
とが可能である。このようなことから、第1の実施例に
よれば、中性粒子と中性子を同時に測定することが可能
である。この場合、検出器6,7はそれぞれ核融合装置
側に鉛シールド8,9が設けられているので、核融合装
置からのガンマ線をシールドできる。
【0013】そして、各検出器6,7からの信号が計算
機16により処理され、これによりエネルギー分布が求
められ、このエネルギー分布の広がりを計算機により処
理し温度が求められる。このように、同一測定装置によ
り、DD中性子およびDT中性子の数量、エネルギー分
布の測定が可能となり、DT核融合炉の燃焼の状態のモ
ニタと温度の測定が同時に可能となる。
【0014】また、本実施例によれば、以下に述べる理
由により中性粒子および中性子の測定精度が向上する。
すなわち、前記検出器6,7のパルス出力は、信号処理
部14により波高弁別され、ガンマ線等のノイズとの分
離が行われる。そして、中性子プロトン変換フォイルの
直後に計算機16により制御されるチョッパが設置さ
れ、このチョッパ10によりプロトンがチョップされ遮
断されたときのカウント値とチョッパ10を単に通過し
たときのカウント値が計算機16により比較相殺される
ので、バックグランドのガンマ線の効果が相殺される。
このような理由によって中性粒子および中性子の測定精
度が向上する。容器1は鉄で形成されているので、超電
導コイル12で形成される磁場は、外部に漏れ出ること
がなく、他機器に悪影響を与えることがない。前述の中
性子プロトン変換フォイル4では、必ずしも全てがプロ
トンに変換されず、その残りの中性子は、出射窓を貫通
して容器外部に放出される。
【0015】図2は本発明の第2の実施例の要部を示す
もので、(a)はその要部を示す正断面図および概略構
成を示す図、(b)は該(a)のB2−B2線に沿って
切断し矢印方向に見た要部断面図および概略構成を示す
図である。前述の第1の実施例では、中性粒子と中性子
を同時に測定できるように、荷電交換用炭素皮膜20お
よび中性子プロトン変換フォイル21を容器1内に設置
したものであったが、これを以下のよに構成したもので
ある。例えば、2個の支持体(図示せず)に、それぞれ
荷電交換用炭素皮膜3と例えば薄いポリエチレン板から
なる中性子プロトン変換フォイル4を支持固定した可動
機構が配置され、この可動機構が容器1外部に出し入れ
可能に、容器1の壁面に貫通させて取り付けられ、可動
機構は容器1に配設されたフォイル等駆動装置5によっ
て駆動されるようになっており、必要に応じて荷電交換
用炭素皮膜3と中性子プロトン変換フォイル4のいずれ
かを容器1内に入れることができるようになっている。
【0016】図1、図2の実施例では、シリコン検出器
を高磁場中の検出器として使用している場合であるが、
図3のプロトンをZnSからなるシンチレータ22に直
接照射するように構成し、この光をレンズ23を介して
ライトガイド24に導き、光電子増倍管25により電気
信号を取り出し、図1の信号処理部14に導くようにし
たものである。
【0017】
【発明の効果】以上述べた本発明によれば、中性粒子お
よび中性子を測定できる核融合生成物測定装置を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の核融合生成物測定装置の第1
の実施例の要部を示す正断面図および概略構成を示す図
であり、(b)は該(a)のB2−B2線に沿って切断
し矢印方向に見た要部断面図および概略構成を示す図。
【図2】(a)は本発明の核融合生成物測定装置の第2
の実施例の要部を示す正断面図および概略構成を示す図
であり、(b)は該(a)のB2−B2線に沿って切断
し矢印方向に見た要部断面図および概略構成を示す図。
【図3】図1,図2の検出器とは異なる検出器を示す概
略構成図。
【図4】従来の中性子分析器の一例を示す概略構成図。
【符号の説明】
1…測定装置容器、2…中性子コリメータ、3…荷電交
換用炭素皮膜、4…中性子プロトン変換フォイル、5…
フォイル等駆動装置、6,7…中性子検出器、8,9…
鉛シールド、10…ビームチョッパ、11…チョッパ駆
動電源、12…超電導コイル、14…信号処理部、15
…インタフェース、16…計算機、17…真空排気装
置、18…コイル電源、20…荷電交換用炭素皮膜、2
1…中性子プロトン変換フォイル。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 核融合装置から得られる中性子を取り込
    む測定装置容器と、 この測定装置容器内に配設され、前記中性子を荷電粒子
    に交換する荷電粒子交換手段と、 前記測定装置容器内であって、前記荷電粒子交換手段と
    間隔を存して配設され、前記中性子をプロトンに変換す
    る中性子プロトン変換手段と、 前記荷電粒子変換手段および中性子プロトン変換手段か
    らの中性粒子および中性子をそれぞれ測定する検出器
    と、 を具備した核融合生成物測定装置。
JP4005554A 1992-01-16 1992-01-16 核融合生成物測定装置 Pending JPH05188150A (ja)

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JP4005554A JPH05188150A (ja) 1992-01-16 1992-01-16 核融合生成物測定装置

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JP4005554A JPH05188150A (ja) 1992-01-16 1992-01-16 核融合生成物測定装置

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JPH05188150A true JPH05188150A (ja) 1993-07-30

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JP (1) JPH05188150A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007333552A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Aloka Co Ltd 中性子測定装置
JP2013130413A (ja) * 2011-12-20 2013-07-04 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 放射線スペクトロメータ

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JP2007333552A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Aloka Co Ltd 中性子測定装置
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