A new DT campaign (DTE2) is planned at JET in 2020 to minimize the risks of ITER operations. In view of DT operations, a calibration of the JET neutron monitors at 14 MeV neutron energy has been performed using a well calibrated 14 MeV neutron generator (NG) deployed, together with its power supply and control unit, inside the vacuum vessel by the JET remote handling system. The NG was equipped with two calibrated diamond detectors, which continuously monitored its neutron emission rate during the calibration, and activation foils which provided the time integrated yield. Cables embedded in the remote handling boom were used to power the neutron generator, the active detectors and pre-amplifier, and to transport the detectors' signal. The monitoring activation foils were retrieved at the end of each day for decay γ-ray counting, and replaced by fresh ones. About 76 hours of irradiation, in 9 days, were needed with the neutron generator in 73 different poloidal and toroidal positions in order to calibrate the two neutron yield measuring systems available at JET, the 235U fission chambers (KN1) and the inner activation system (KN2). The NG neutron emission rates provided by the monitoring detectors were in agreement within 3%.Neutronics calculations have been performed using MCNP code and a detailed model of JET to derive the response of the JET neutron detectors to DT plasma neutrons starting from the response to the NG neutrons, and taking into account the anisotropy of the neutron generator and all the calibration circumstances. These calculations have made use of a very detailed and validated geometrical description of the neutron generator and of the modified MNCP neutron source subroutine producing neutron energy-angle distribution for the neutrons emitted by the NG.The KN1 calibration factor for a DT plasma has been determined with ±4.2% experimental uncertainty. Corrections due to NG and remote handling effects and the plasma volume effect have been calculated by simulation modelling. The related additional uncertainties are difficult to estimate, however the results of the previous calibration in 2013 have demonstrated that such uncertainties due to modelling are globally ⩽ ±3%.It has been found that the difference between KN1 response to DD neutrons and that to DT neutrons is within the uncertainties in the derived responses. KN2 has been calibrated using the 93Nb(n,2n)92mNb and 27Al(n,a)24Na activation reactions (energy thresholds 10 MeV and 5 MeV, respectively). The total uncertainty on the calibration factors is ±6% for 93Nb(n,2n)92mNb and ±8% 27Al(n,a)24Na (1σ). The calibration factors of the two independent systems KN1 and KN2 will be validated during DT operations.The experience gained and the lessons learnt are presented and discussed in particular with regard to the 14 MeV neutron calibrations in ITER.
2020年にJETにおいて、ITER運転のリスクを最小化することを目的とした新たなDTキャンペーン(DTE2)が計画されている。DT運転を見据え、JETリモートハンドリングシステムによって真空容器内に、その電源および制御ユニットとともに設置された、較正済みの14MeV中性子発生装置(NG)を用いて、14MeV中性子エネルギーにおけるJET中性子モニタの較正が実施された。NGには、較正中にその中性子放出率を連続監視する2つの較正済みダイヤモンド検出器と、時間積分収量を提供する放射化箔が装備されていた。リモートハンドリングブームに埋め込まれたケーブルは、中性子発生装置、アクティブ検出器およびプリアンプへの電力供給、ならびに検出器信号の伝送に使用された。監視用放射化箔は、各日の終了時に崩壊γ線計数のために回収され、新しいものと交換された。JETで利用可能な2つの中性子収量測定システム、すなわち235U核分裂電離箱(KN1)および内部放射化システム(KN2)を較正するために、9日間で約76時間の照射が、73の異なるポロイダルおよびトロイダル位置で中性子発生装置を用いて必要とされた。監視検出器によって提供されたNG中性子放出率は3%以内で一致した。JET中性子検出器のDTプラズマ中性子に対する応答を、NG中性子に対する応答から導出し、中性子発生装置の異方性およびすべての較正状況を考慮に入れるために、MCNPコードとJETの詳細モデルを用いた中性子輸送計算が実施された。これらの計算では、中性子発生装置の非常に詳細かつ検証済みの幾何学的記述と、NGによって放出された中性子のエネルギー-角度分布を生成するように修正されたMCNP中性子源サブルーチンが利用された。DTプラズマに対するKN1較正係数は、±4.2%の実験的不確かさで決定された。NGおよびリモートハンドリング効果による補正とプラズマ体積効果は、シミュレーションモデリングによって計算された。関連する追加の不確かさは推定が困難であるが、2013年の前回の較正結果は、モデリングによるこのような不確かさは全体的に⩽±3%であることを実証している。DD中性子に対するKN1応答とDT中性子に対する応答の差は、導出された応答における不確かさの範囲内であることが見出された。KN2は、93Nb(n,2n)92mNbおよび27Al(n,a)24Na放射化反応(それぞれエネルギー閾値10MeVおよび5MeV)を用いて較正された。較正係数の合計不確かさは、93Nb(n,2n)92mNbについては±6%、27Al(n,a)24Naについては±8%(1σ)である。2つの独立したシステムKN1およびKN2の較正係数は、DT運転中に検証される予定である。得られた経験と教訓は、特にITERにおける14MeV中性子較正に関連して提示され、議論される。