Neutronics experiments are performed at JET for validating in a real fusion environment the neutronics codes and nuclear data applied in ITER nuclear analyses. In particular, the neutron fluence through the penetrations of the JET torus hall is measured and compared with calculations to assess the capability of state-of-art numerical tools to correctly predict the radiation streaming in the ITER biological shield penetrations up to large distances from the neutron source, in large and complex geometries.Neutron streaming experiments started in 2012 when several hundreds of very sensitive thermo-luminescence detectors (TLDs), enriched to different levels in 6LiF/7LiF, were used to measure the neutron and gamma dose separately. Lessons learnt from this first experiment led to significant improvements in the experimental arrangements to reduce the effects due to directional neutron source and self-shielding of TLDs. Here we report the results of measurements performed during the 2013–2014 JET campaign. Data from new positions, at further locations in the South West labyrinth and down to the Torus Hall basement through the air duct chimney, were obtained up to about a 40 m distance from the plasma neutron source. In order to avoid interference between TLDs due to self-shielding effects, only TLDs containing natural Lithium and 99.97% 7Li were used. All TLDs were located in the centre of large polyethylene (PE) moderators, with natLi and 7Li crystals evenly arranged within two PE containers, one in horizontal and the other in vertical orientation, to investigate the shadowing effect in the directional neutron field. All TLDs were calibrated in the quantities of air kerma and neutron fluence. This improved experimental arrangement led to reduced statistical spread in the experimental data.The Monte Carlo N-Particle (MCNP) code was used to calculate the air kerma due to neutrons and the neutron fluence at detector positions, using a JET model validated up to the magnetic limbs. JET biological shield and penetrations, the PE moderators and TLDs were modelled in detail. Different tallying methods were used in the calculations, which are routinely used in ITER nuclear analyses: the mesh tally and the track length estimator with multiple steps calculations using the surface source write/read capability available in MCNP. In both cases, the calculated neutron fluence (C) was compared to the measured fluence (E) and hence C/E comparisons have been obtained and are discussed. These results provide a validation of neutronics numerical tools, codes and nuclear data, used for ITER design.
中性子工学実験は、ITER核解析で使用される中性子コードと核データを実融合環境で検証するためにJETで実施されている。特に、JETトーラスホールの貫通部を通る中性子フルエンスを測定し、計算と比較することで、大型かつ複雑な幾何形状において、ITER生物遮蔽体貫通部における放射線ストリーミングを正確に予測する最新の数値ツールの能力を評価している。中性子ストリーミング実験は2012年に開始され、6LiF/7LiFで異なる濃縮度を持つ数百個の高感度熱蛍光線量計（TLD）を用いて、中性子とガンマ線の線量を別々に測定した。この最初の実験から得られた教訓により、指向性中性子源とTLDの自己遮蔽の影響を低減するための実験配置が大幅に改善された。ここでは、2013年から2014年のJETキャンペーン中に実施された測定結果を報告する。南西迷路のさらに奥の位置や、エアダクト煙突を通ってトーラスホール地下階に至る新たな位置でのデータが、プラズマ中性子源から約40mの距離まで取得された。TLD間の自己遮蔽効果による干渉を避けるため、天然リチウムと99.97%の7Liを含むTLDのみが使用された。すべてのTLDは大型のポリエチレン（PE）モデレータの中心に配置され、natLiと7Liの結晶は2つのPE容器内に均等に配置され、一方は水平方向、他方は垂直方向に設置して、指向性中性子場における遮蔽効果を調査した。すべてのTLDは、空気カーマと中性子フルエンスの量で校正された。この改善された実験配置により、測定データの統計的ばらつきが低減された。モンテカルロN粒子輸送コード（MCNP）を用いて、検出器位置における空気カーマと中性子フルエンスを計算した。JETモデルは磁気リミッターまで検証され、JET生物遮蔽体と貫通部、PEモデレータ、TLDは詳細にモデル化された。計算では、ITER核解析で日常的に使用される異なるタリー法が用いられた：メッシュタリーと、MCNPで利用可能なサーフェスソース書き込み/読み出し機能を用いた多段階計算によるトラック長推定法である。両方の場合において、計算された中性子フルエンス（C）は測定フルエンス（E）と比較され、C/E比較が得られ、考察されている。これらの結果は、ITER設計に使用される中性子工学数値ツール、コード、核データの検証を提供するものである。