ITER will be equipped with two types of diagnostics for fusion power measurement in deuterium–tritium plasmas: neutron flux monitors and neutron cameras, both absolutely counting the 14 MeV neutrons emitted by the D(T, 4He)n reaction. The radial gamma-ray spectrometer (RGRS), though, has recently been considered as an additional fusion power diagnostic, detecting 17 MeV gamma-rays emitted by the radiative D(T, 5He)γ channel of the DT reaction. This work describes the RGRS performance by determining the upper limit of its operational domain, strictly correlated with the expected background intensity and resulting between neutrons per second and neutrons per second. Based on this assessment, design optimization are introduced to fit the RGRS performances to the ITER requirements for safety-relevant fusion power measurements, for which the required operational range is between neutrons per second and neutrons per second. The expected different energy ranges covered by signal and background are exploited with the employment of a proper gamma-ray attenuator, allowing to widen and shift the RGRS operational domain toward the most relevant, high power plasma scenarios.
ITERには、重水素–トリチウムプラズマにおける核融合パワー測定のための2種類の診断装置、すなわち中性子束モニタと中性子カメラが備えられる予定であり、いずれもD(T, 4He)n反応によって放出される14 MeV中性子を絶対計数する。ただし、放射方向ガンマ線分光器(RGRS)は、最近、DT反応の放射チャネルD(T, 5He)γによって放出される17 MeVガンマ線を検出する追加の核融合パワー診断装置として検討されている。本研究は、予想される背景放射強度と厳密に相関し、毎秒…中性子と毎秒…中性子の間となるRGRSの動作領域の上限を決定することにより、その性能を説明する。この評価に基づき、安全上重要な核融合パワー測定に関するITER要件にRGRSの性能を適合させるための設計最適化が導入される。このとき要求される動作範囲は毎秒…中性子から毎秒…中性子の間である。信号と背景放射がカバーする異なるエネルギー範囲は、適切なガンマ線減衰材の使用によって活用され、RGRSの動作領域を最も関連性の高い高パワープラズマシナリオに向けて拡大・シフトすることを可能にする。