Abstract
An accurate calibration of the JET neutron diagnostics with a 14 MeV neutron generator was performed in the first half of 2017 in order to provide a reliable measurement of the fusion power during the next JET deuterium-tritium (DT) campaign. In order to meet the target accuracy, the chosen neutron generator has been fully characterized at the Neutron Metrology Laboratory of the National Physical Laboratory (NPL), Teddington, United Kingdom. The present paper describes the measurements of the neutron energy spectra obtained using a high-resolution single-crystal diamond detector (SCD). The measurements, together with a new neutron source routine 'ad hoc' developed for the MCNP code, allowed the complex features of the neutron energy spectra resulting from the mixed D/T beam ions interacting with the T/D target nuclei to be resolved for the first time. From the spectral analysis a quantitative estimation of the beam ion composition has been made. The unprecedented intrinsic energy resolution (<1% full width at half maximum (FWHM) at 14 MeV) of diamond detectors opens up new prospects for diagnosing DT plasmas, such as, for instance, the possibility to study non-classical slowing down of the beam ions by neutron spectroscopy on ITER.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | 045502 |
| Journal | Measurement Science and Technology |
| Volume | 29 |
| Issue number | 4 |
| DOIs | |
| State | Published - 8 Mar 2018 |
Keywords
- 14 MeV neutron generator
- diamond detectors
- neutron spectroscopy
- plasma diagnostics
Fingerprint
Dive into the research topics of 'Neutron spectroscopy measurements of 14 MeV neutrons at unprecedented energy resolution and implications for deuterium-tritium fusion plasma diagnostics'. Together they form a unique fingerprint.Cite this
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In: Measurement Science and Technology, Vol. 29, No. 4, 045502, 08.03.2018.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
T1 - Neutron spectroscopy measurements of 14 MeV neutrons at unprecedented energy resolution and implications for deuterium-tritium fusion plasma diagnostics
AU - Rigamonti, D.
AU - Giacomelli, L.
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AU - Towndrow, M.
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AU - Ashikawa, N.
AU - Balshaw, N.
AU - Bekris, N.
AU - Ben Ayed, N.
AU - Bonanomi, N.
AU - Bulmer, N.
AU - Hawkes, N. C.
AU - Catarino, N.
AU - Conway, N.
AU - Cruz, N.
AU - den Harder, N.
AU - Dzysiuk, N.
AU - Fawlk, N.
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AU - Fonnesu, N.
AU - Grazier, N.
AU - Hayter, N.
AU - Imazawa, N.
AU - Butler, N. K.
AU - Krawczyk, N.
AU - Lam, N.
AU - Macdonald, N.
AU - Marcenko, N.
AU - Pace, N.
AU - Petrella, N.
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AU - Green, N. R.
AU - Reid, N.
AU - Richardson, N.
AU - Smith, N.
AU - Teplova, N.
AU - Tipton, N.
AU - Vianello, N.
AU - Vora, N.
AU - Watkins, N. W.
AU - Walkden, N.
AU - Wang, N.
AU - Asunta, O.
AU - Bogar, O.
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AU - Fevrier, O.
AU - Ficker, O.
AU - Pompilian, O. G.
AU - Kwon, O. J.
AU - Marchuk, O.
AU - McCormack, O.
AU - Hemming, O. N.
AU - Kent, O. N.
AU - Omolayo, O.
AU - Sauter, O.
AU - Coates, P. A.
AU - McCullen, P. A.
AU - Simmons, P. A.
AU - Tigwell, P. A.
AU - Abreu, P.
AU - Aleynikov, P.
AU - Arena, P.
AU - Bilkova, P.
AU - Blanchard, P.
AU - Blatchford, P.
AU - Boulting, P.
AU - Bunting, P.
AU - Buratti, P.
AU - Cahyna, P.
AU - Camp, P.
AU - Carman, P.
AU - Carvalho, P.
AU - Brennan, P. D.
AU - Dalgliesh, P.
AU - de Vries, P.
AU - Denner, P.
AU - Devynck, P.
AU - Dinca, P.
AU - Drewelow, P.
AU - Drews, P.
AU - Dumortier, P.
AU - Dutta, P.
AU - Finburg, P.
AU - Smith, P. G.
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AU - Hertout, P.
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AU - Card, P. J.
AU - Howarth, P. J.
AU - Heesterman, P. J.L.
AU - Lomas, P. J.
AU - McCarthy, P. J.
AU - Pool, P. J.
AU - Jacquet, P.
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AU - Pereira Puglia, P. P.
AU - Papp, P.
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AU - Beaumont, P. S.
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AU - Lang, P. T.
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AU - Vondracek, P.
AU - Haydon, P. W.
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AU - Maquet, P.
AU - Mertens, P.
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AU - Ambrosino, R.
AU - Bament, R.
AU - Barnsley, R.
AU - Bastow, R.
AU - Baughan, R.
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AU - Budny, R.
AU - Felton, R. C.
AU - Lobel, R. C.
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AU - Cavazzana, R.
AU - Cesario, R.
AU - Clarkson, R.
AU - Coelho, R.
AU - Craven, R.
AU - Crowe, R.
AU - D'Inca, R.
AU - Dejarnac, R.
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AU - Dux, R.
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AU - King, R. F.
AU - Fresa, R.
AU - Galvao, R.
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AU - Gowland, R.
AU - Grove, R.
AU - Guirlet, R.
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AU - Robins, R. J.
AU - Warren, R. J.
AU - Johnson, R.
AU - Kwiatkowski, R.
AU - Lawless, R.
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AU - Marshal, R.
AU - McAdams, R.
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AU - Skilton, R.
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AU - Hotchin, S. P.
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AU - Pamela, S.
AU - Panja, S.
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AU - Donne, T.
AU - Franke, T.
AU - Franklin, T.
AU - Giegerich, T.
AU - Hellsten, T.
AU - Smith, T. J.
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AU - Nicolas, T.
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AU - Blackman, T. R.
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AU - Schlummer, T.
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AU - Jones, T. T.C.
AU - Suzuki, T. T.
AU - Tala, T.
AU - Vasilopoulou, T.
AU - Vu, T.
AU - Wauters, T.
AU - Xu, T.
AU - Eich, T.
AU - Puetterich, T.
AU - Fischer, U.
AU - Kruezi, U.
AU - Losada, U.
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AU - Aldred, V.
AU - Amosov, V.
AU - Aslanyan, V.
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AU - Haupt, V.
AU - Huber, V.
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AU - Kiptily, V.
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AU - Yavorskij, V.
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AU - Thompson, V. K.
AU - Lo Schiavo, V. P.
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AU - Broeckx, W.
AU - Davis, W.
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AU - Studholme, W.
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AU - Van Renterghem, W.
AU - Pires de Sa, W. W.
AU - Yanling, W.
AU - Zhang, W.
AU - Gao, X.
AU - Lefebvre, X.
AU - Litaudon, X.
AU - Austin, Y.
AU - Camenen, Y.
AU - Corre, Y.
AU - Baranov, Y. F.
AU - Gao, Y.
AU - Kazakov, Y.
AU - Kominis, Y.
AU - Liang, Y.
AU - Liu, Y.
AU - Marandet, Y.
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AU - Peysson, Y.
AU - Na, Y. S.
AU - Zhou, Y.
AU - Ul-Abidin, Z.
AU - Vizvary, Z.
N1 - Publisher Copyright: © Università degli studi di Milano-Bicocca.
PY - 2018/3/8
Y1 - 2018/3/8
N2 - An accurate calibration of the JET neutron diagnostics with a 14 MeV neutron generator was performed in the first half of 2017 in order to provide a reliable measurement of the fusion power during the next JET deuterium-tritium (DT) campaign. In order to meet the target accuracy, the chosen neutron generator has been fully characterized at the Neutron Metrology Laboratory of the National Physical Laboratory (NPL), Teddington, United Kingdom. The present paper describes the measurements of the neutron energy spectra obtained using a high-resolution single-crystal diamond detector (SCD). The measurements, together with a new neutron source routine 'ad hoc' developed for the MCNP code, allowed the complex features of the neutron energy spectra resulting from the mixed D/T beam ions interacting with the T/D target nuclei to be resolved for the first time. From the spectral analysis a quantitative estimation of the beam ion composition has been made. The unprecedented intrinsic energy resolution (<1% full width at half maximum (FWHM) at 14 MeV) of diamond detectors opens up new prospects for diagnosing DT plasmas, such as, for instance, the possibility to study non-classical slowing down of the beam ions by neutron spectroscopy on ITER.
AB - An accurate calibration of the JET neutron diagnostics with a 14 MeV neutron generator was performed in the first half of 2017 in order to provide a reliable measurement of the fusion power during the next JET deuterium-tritium (DT) campaign. In order to meet the target accuracy, the chosen neutron generator has been fully characterized at the Neutron Metrology Laboratory of the National Physical Laboratory (NPL), Teddington, United Kingdom. The present paper describes the measurements of the neutron energy spectra obtained using a high-resolution single-crystal diamond detector (SCD). The measurements, together with a new neutron source routine 'ad hoc' developed for the MCNP code, allowed the complex features of the neutron energy spectra resulting from the mixed D/T beam ions interacting with the T/D target nuclei to be resolved for the first time. From the spectral analysis a quantitative estimation of the beam ion composition has been made. The unprecedented intrinsic energy resolution (<1% full width at half maximum (FWHM) at 14 MeV) of diamond detectors opens up new prospects for diagnosing DT plasmas, such as, for instance, the possibility to study non-classical slowing down of the beam ions by neutron spectroscopy on ITER.
KW - 14 MeV neutron generator
KW - diamond detectors
KW - neutron spectroscopy
KW - plasma diagnostics
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85044178520&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1088/1361-6501/aaa675
DO - 10.1088/1361-6501/aaa675
M3 - Article
AN - SCOPUS:85044178520
SN - 0957-0233
VL - 29
JO - Measurement Science and Technology
JF - Measurement Science and Technology
IS - 4
M1 - 045502
ER -