基于超导体的断层扫描,用于核聚变功率监测的中子诊断
Mette Bybjerg Brock1,2, Amalia Chambon1, Christian R H Bahl2
1Department of Physics, Technical University of Denmark, 2800 Kgs. Lyngby, Denmark.
The Review of scientific instruments
|August 22, 2024
概括
我们开发了一种用于核聚变系统的新型超导中子监测器. 这种紧的像素化探测器可以进行断层中子流量测量,并显示了对tokamak应用的有希望的辐射硬度.
科学领域:
- 核聚变工程 核聚变工程
- 粒子检测技术 粒子检测技术
背景情况:
- 精确的中子流量监测对于聚变反应堆运行和诊断至关重要.
- 现有的中子探测方法在聚变环境中面临着灵敏度,空间分辨率和辐射硬度方面的挑战.
研究的目的:
- 为核聚变应用提出和评估一个可扩展的紧型超导中子监测器系统.
- 评估将这些监视器集成到现有的冷基础设施 (如 toroidal 场线圈) 的可行性.
- 调整探测器设计以用于冷和快速中子探测.
主要方法:
- 开发一种超导玻洛米特原型,配备高温超导体.
- 使用以像素为基础的探测器沿着冷却区域放置的断层测量原理.
- 使用ITER MCNP参考模型和TOPAS模拟来预测探测器信号.
- 根据估计的运行寿命来评估辐射硬度.
主要成果:
- 超导中子监视器原型证明了核聚变环境的可行性.
- 模拟预测可测量的信号在 toroidal 场线圈位置,远低于探测器和.
- 探测器设计可通过修改转换层来适应快速中子探测.
- 对于相关的辐射水平,估计辐射硬度超过40年.
结论:
- 超导中子监测器为聚变系统中的等离子体诊断提供了可扩展和有效的解决方案.
- 拟议的系统提供了断层扫描中子流量测量能力.
- 该技术显示出在托卡马克反应堆内长期可靠运行的巨大潜力.
