在SPARC中设计中子流量监测器的中子学模拟
1Plasma Science and Fusion Center, MIT, Cambridge, Massachusetts 02139, USA.
The Review of scientific instruments
|August 30, 2024
概括
为SPARC托卡马克中子流量监测器 (NFMs) 开发了高保真性中子模型. 模拟显示-10电离室和-238裂变室适合用于核聚变功率测量.
科学领域:
- 核工程 核工程是指核工程.
- 等离子体物理学的物理学
- 核聚变能源的使用方式
背景情况:
- 中子流量监测器 (NFMs) 对于测量托卡马克的核聚变功率至关重要.
- 对于精确的等离子体操作监控,SPARC tokamak 需要专门的 NFM.
研究的目的:
- 为SPARC开发和验证高保真性中性子模型.
- 设计和评估-10电离室 (ICs) 和-238裂变室 (FCs) 作为NFMs.
主要方法:
- 利用了基于结构固体几何学的OpenMC模型,反映了SPARC的几何.
- 与详细的基于CAD的MCNP6模型对比的OpenMC模型.
- 模拟探测器响应与各种屏蔽材料,如HDPE和.
主要成果:
- 从中子<100 keV获得>99%的-10 IC反应,尽管潜在的非线性在200 keV以上.
- -238FCs从直接中子中显示了~60%的反应,表明它适合用于核聚变中子测量.
- 为两种检测器类型优化了屏蔽配置,以管理响应水平和校准稳定性.
结论:
- -10IC和-238FC都是SPARC NFMs的可行候选者.
- 中性子建模对于优化NFM设计和确保精确的核聚变功率诊断至关重要.
- 拟议的具有特定屏蔽的NFM设计非常适合SPARC操作环境.
