AbstractMost conceptual designs for D-T fusion reactors incorporate water cooling. However, the water becomes temporarily radioactive, mainly from 16O(n, p)16N reactions induced by 3H(d, n)4He fusion neutrons. Reported studies of this phenomenon generally examine various related detrimental effects. The present investigation explores a potentially beneficial application of this radioactivity for radiography. This is accomplished using 6.129 and 7.115 MeV photons generated by the decay of 7.13 s 16N. The concept is demonstrated here by using D-T fusion neutrons from a neutron generator to activate water. A simple radiography apparatus was constructed by circulating pure water between the accelerator target region and a remote location where photon transmission measurements were conducted using a collimated photon source and detector arrangement. Four objects with distinct features were examined in this work. These measurements demonstrated that features like hidden holes and discontinuities in atomic number could be identified easily by observing variations in photon transmission. Spatial resolutions consistent with the geometry of this apparatus were observed in all instances. This paper also discusses advantages this technique might offer when applied in an actual D-T fusion reactor environment.
ほとんどのD-T核融合炉の設計概念には水冷却が組み込まれている。しかしながら、水は主に3H(d, n)4He核融合中性子によって誘起される16O(n, p)16N反応により、一時的に放射性となる。この現象に関する既報の研究は、概して関連する様々な悪影響を検討したものである。本研究では、この放射能の放射線撮影への応用という潜在的な有益性を探求する。これは、7.13秒の半減期を持つ16Nの崩壊によって生成される6.129MeVおよび7.115MeVの光子を用いることで達成される。本概念は、D-T核融合中性子発生装置を用いて水を放射化し、加速器ターゲット領域と遠隔地の間で水を循環させることにより実証された。遠隔地には、コリメートされた光子源と検出器の配置からなる簡易放射線撮影装置が設置された。異なる特徴を有する4つの物体を撮影した結果、隠れた穴や原子番号の不連続性などの特徴が、光子透過率の変化を通じて明確に識別可能であることが実証された。空間分解能は、装置の幾何学的配置と整合する値が全ケースで観測された。さらに本論文では、実際のD-T核融合炉環境に本技術を適用した場合に得られる利点についても考察する。