AbstractThere are gaps between the toroidal field coils and neutral beam injector (NBI) duct wall for the thermal insulator in tokamak reactors such as ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Neutrons stream through the duct, and some of them penetrate the wall and stream through the gaps. These neutrons activate the materials composing the duct wall, toroidal field coil (TFC) case and cryostat wall surfaces. The dose rate is enhanced just outside the cryostat around the ducts in the reactor room after reactor operation by activation.We investigated the gamma-ray dose rate just outside the cryostat after shutdown due to gamma-rays from activity induced by the neutrons streaming through the gaps. By evaluating the difference between the dose rate in models with and without gaps, we decided whether the thickness of the cryostat as biological shielding is sufficient or not. From these investigations, we recommend a cryostat design suitable for radiation shielding.Dose rates after shutdown at a point just outside the cryostat around the NBI ducts in the model with gaps are two orders larger than those without gaps. The value at this point is approximately 400 mrem h−1 (4 mSv h−1), which is two orders larger than the design value for workers to enter the reactor room. In order to reduce the dose rate after shutdown, a method of providing the shielding function of the cryostat is suggested.
トカマク型核融合炉（ITER（国際熱核融合実験炉）など）においては、熱遮蔽体のためにトロイダル磁場コイルと中性粒子ビーム入射装置（NBI）ダクト壁の間にギャップが存在する。中性子はダクトを通ってストリーミングし、その一部は壁を透過してギャップを通過する。これらの中性子は、ダクト壁、トロイダル磁場コイル（TFC）ケース、およびクライオスタット壁を構成する材料を放射化する。炉の運転後、放射化によって生じたガンマ線により、クライオスタット外部の周辺領域における線量率が上昇する。我々は、停止後におけるクライオスタット直外のガンマ線線量率を、ギャップを通ってストリーミングする中性子によって誘起された放射能に起因するものとして調査した。ギャップを考慮したモデルと考慮しないモデルにおける線量率の差を評価することにより、生体遮蔽としてのクライオスタットの厚さが十分であるか否かを判断した。これらの調査から、放射線遮蔽に適したクライオスタット設計を提言する。ギャップを考慮したモデルにおけるNBIダクト周辺のクライオスタット直外の停止後線量率は、ギャップを考慮しないモデルの値より2桁大きい。この地点での値は約400 mrem h⁻¹（4 mSv h⁻¹）であり、作業員が炉室へ立ち入るための設計値より2桁大きい。停止後の線量率を低減するために、クライオスタットに遮蔽機能を付与する方法が提案される。