ZBORNIK POVZETKOV - Soft Matter Laboratory

Meritve moči fuzijskih reaktorjev
Luka Snoj 1 , Igor Lengar 1 , Aljaž Čufar 1 , Brian Syme 2 , Sergey Popovichev 2 , Sean Conroy 3 in JET
EFDA Contributors *
JET-EFDA, Culham Science Centre, OX14 3DB, Abingdon, United Kingdom
1
EURATOM-MHEST Association, Odsek za reaktorsko fiziko, Institut Jožef Stefan Jamova cesta 39, SI-
1000 Ljubljana, Slovenia, Luka.Snoj@ijs.si
2
EURATOM-CCFE Fusion Association, Culham Science Centre, Abingdon, OXON, OX14 3DB, United
Kingdom
3
EURATOM-VR Association, Department of Physics and Astronomy, Uppsala University, Box 516, SE-
75120 Uppsala, Sweden
Skupni evropski torus (JET – Joint European Torus) je trenutno največja ter
najzmogljivejša naprava za raziskave zlivanja jeder (fuzije) z magnetnim zadrževanjem na svetu.
Konec leta 2009 so JET ustavili ter ga prenovili; med drugim v celoti zamenjali reaktorsko
oblogo s takšno, kakršna bo v tokamaku ITER, to je narejeno iz grafita, volframa in berilija[1],
kar najbolj vplivalo na karakteristike nevtronskih detektorjev, ki so najpomembnejši indikatorji
proizvedene moči reaktorja. Natančne meritve absolutnega pridelka nevtronov v fuzijskem
reaktorju so ena od osnovnih zahtev za pridobivanje informacij o fuzijski moči reaktorja.
Natančnost teh meritev lahko izboljšamo z direktno kalibracijo, ki je podprta z izračuni.
Nevtronske detektorje bomo kalibrirali s kalifornijevim ( 252 Cf) nevtronskim izvorom, ki ga bo
daljinsko voden robot premikal znotraj vakuumske posode. Meritev bo omogočila neposredno
potrditev kalibracije časovno odvisnih nevtronskih detektorjev, to so fisijske celice locirane
zunaj vakuumske posode, ter prvo kalibracijo aktivacijskih nevtronskih detektorjev lociranih na
robu reaktorske posode.
Naredili smo računski model
tokamaka JET ter z metodo za Monte
Carlo transport nevtronov izračunali
odziv nevtronskih detektorjev na Cf izvor
nevtronov. Namen izračunov je bil
fizikalno razumeti transport nevtronov od
nevtronskega izvora do detektorja; po
kakšnih poteh pride nevtron do detektorja
ter na ta način identificirati in ovrednotili
največje negotovosti in popravke.
Ugotovili smo, da največ nevtronov pride
do detektorja skozi odprtine najbližje
nevtronskemu izvoru ter odprtine
Slika 1: Notranjost tokamaka JET z robotsko roko in
nevtronskim izvorom
najbližje detektorju. Približno polovica nevtronov se na pot do detektorja sipa od sten reaktorske
hale [2]. Vpliv robota na kalibracijo detektorjev je na posameznih položajih nevtronskega izvora
lahko znaten (do 40 %) a majhen (~ 2-3 %) ko popravke utežimo s pomembnostno funkcijo, ki je
v neki točki sorazmerna prispevku nevtronov s te točke k odzivu detektorja.
[1] Syme D.B. et al., Fusion Yield Measurements on JET and their Calibration, Nuc. Eng.
Des., vol. 246, p. 185-190,2011
[2] Snoj L. et al., Calculations to support JET neutron yield calibration: contributions to the
external neutron monitor responses, Nuc. Eng. Des., vol. 246, p. 191-197, 2011
*
Glej the Appendix of F. Romanelli et al., Proceedings of the 23rd IAEA Fusion Energy Conference 2010, Daejeon,
Korea
9