Neutron spectroscopy measurements of 14 MeV neutrons at unprecedented energy resolution and implications for deuterium-tritium fusion plasma diagnostics

D. Rigamonti, L. Giacomelli, G. Gorini, M. Nocente, M. Rebai, M. Tardocchi, M. Angelone, P. Batistoni, A. Cufar, Z. Ghani, S. Jednorog, A. Klix, E. Laszynska, S. Loreti, M. Pillon, S. Popovichev, N. Roberts, D. Thomas, A. Alfier, A. AlkseevA. Ash, A. B. Loving, A. Baciero, A. Baker, A. Baron Wiechec, A. Batista, A. Becoulet, A. Bisoffi, A. Boboc, A. Botrugno, A. Brett, A. Broslawski, A. Burckhart, A. Buscarino, A. Busse, A. C.C. Sips, A. Cardinali, A. Cenedese, A. Chankin, A. Cobalt, A. Cullen, A. Czarnecka, A. de Castro, A. Di Siena, A. Drenik, A. Ekedahl, A. Fanni, A. Fasoli, A. Fernades, A. Field, A. Figueiredo, A. Fil, A. Formisano, A. G. Meigs, A. Garcia-Carrasco, A. Goodyear, A. Goussarov, A. H. Nielsen, A. Hagar, A. Hakola, A. Hjalmarsson, A. Hollingsworth, A. Hubbard, A. Huber, A. J. Capel, A. Jardin, A. Jarvinen, A. Kallenbach, A. Kantor, A. Kappatou, A. Kinch, A. Kirk, A. Kirschner, A. Krasilnikov, A. Krivska, A. Kukushkin, A. Kundu, A. Lahtinen, A. Laing, A. Lasa, A. Lawson, A. Lazaros, A. Lescinskis, A. Loarte, A. Lukin, A. Lunniss, A. Lyssoivan, A. M. Edwards, A. M. Hynes, A. M. Whitehead, A. M. Widdowson, A. Malaquias, A. Malizia, A. Manning, A. Manzanares, A. Martin, A. Martin de Aguilera, A. Masiello, A. Meakins, A. Messiaen, A. Murari, A. Muraro, A. Neto, A. Owen, A. P. Vadgama, A. Page, A. Patel, A. Pau, A. Peackoc, A. Pereira, A. Petre, A. Pires dos Reis, A. Pironti, A. R. Horton, A. R. Talbot, A. R. Wilson, A. Rakha, A. Reed, A. S. Couchman, A. S. Jacobsen, A. S. Thrysoe, A. Salmi, A. Santucci, A. Shaw, A. Shepherd, A. Shevelev, A. Shumack, A. Silva, A. Sinha, A. Sirinelli, A. Somers, A. Sopplesa, A. Stevens, A. T. West, A. Thompson, A. Thornton, A. Uccello, A. Vitins, A. W. Morris, A. Weckmann, A. Withycombe, A. Wynn, A. Zarins, B. Aqsa Shabbir, B. Alper, B. B. Carvalho, B. Bauvir, B. Bazylev, B. Beckett, B. Bieg, B. Breizman, B. Cannas, B. D. Stevens, B. D. Whitehead, B. Ding, B. Esposito, B. Evans, B. Geiger, B. Goncalves, B. Graham, B. Grierson, B. Kos, B. Lipschultz, B. Lomanowski, B. Magesh, B. P. Duval, B. Regan, B. Santos, B. Sieglin, B. Slade, B. Tal, B. Viola, B. Wakeling, C. A. Thompson, C. A. Marren, C. Angioni, C. Appelbee, C. Ayres, C. Besliu, C. Bjorkas, C. Bottereau, C. Bourdelle, C. Bower, C. Bowman, C. Boyd, C. Castaldo, C. Clements, C. Corradino, C. D. Challis, C. Day, C. Di Troia, C. Fleming, C. G. Elsmore, C. Gil, C. Giroud, C. Grisolia, C. Guerard, C. Guillemaut, C. Gurl, C. H.A. Hogben, C. Hamlyn-Harris, C. Harrington, C. Hellesen, C. Hidalgo, C. J. Rapson, C. Jeong, C. Kennedy, C. King, C. Klepper, C. L. Hunter, C. Lane, C. Lowry, C. Luna, C. Maggi, C. Marchetto, C. Mazzotta, C. N. Grundy, C. Noble, C. P. Lungu, C. Paz Soldan, C. Penot, C. Perez von Thun, C. Porosnicu, C. Rayner, C. Reux, C. Roach, C. Ruset, C. S. Chang, C. S. Gibson, C. Silva, C. Sommariva, C. Sozzi, C. Stan-Sion, C. Taliercio, C. Tame, C. Verona, C. W.F. Waldon, C. Watts, C. Wellstood, C. Woodley, C. Young, C. Linsmeier, D. A. Homfray, D. Alegre, D. Baiao, D. Barnes, D. Borba, D. Borodin, D. C. Campling, D. Carralero, D. Chandra, D. Ciric, D. Clatworthy, D. Conka, D. Coombs, D. Cooper, D. Coster, D. Croft, D. Darrow, D. Douai, D. Dunai, D. Esteve, D. F. Gear, D. Fagan, D. Falie, D. Flammini, D. Frigione, D. Fuller, D. Galassi, D. Gallart, D. Gin, D. Grist, D. Guard, D. Harting, D. Hepple, D. Hillis, D. Iglesias, D. J. Kinna, D. J. Wilson, D. Karkinsky, D. Kenny, D. King, D. Kogut, D. L. Keeling, D. Leichtle, D. M. Witts, D. Marocco, D. Mazon, D. McDonald, D. Middleton-Gear, D. Molina, D. Moulton, D. Nishijima, D. Nodwell, D. P.D. Brown, D. Pacella, D. Paton, D. Pfefferle, D. Price, D. Pulley, D. R. Hatch, D. Reece, D. Refy, D. Reiser, D. Rendell, D. Samaddar, D. Sandiford, D. Schworer, D. Taylor, D. Tegnered, D. Terranova, D. Testa, D. Tskhakaya Jun, D. Ulyatt, D. Valcarcel, D. Van Eester, D. W. Robson, D. Wood, D. Yadikin, D. Young, E. Alessi, E. Alves, E. Andersson Sunden, E. Belonohy, E. Bruno, E. Cecil, E. Clark, E. de la Cal, E. de la Luna, E. Delabie, E. Fortuna-Zalesna, E. G. Highcock, E. Gauthier, E. Giovannozzi, E. Hodille, E. Joffrin, E. Khilkevich, E. Kowalska-Strzeciwilk, E. Lazzaro, E. Lerche, E. Letellier, E. Militello-Asp, E. Nardon, E. Nilsson, E. Pajuste, E. Pawelec, E. Peluso, E. R. Solano, E. Rachlew, E. Safi, E. Stefanikova, E. Tholerus, E. Veshchev, E. Viezzer, E. Wang, E. Zilli, F. Auriemma, F. Belli, F. Binda, F. Bonelli, F. Causa, F. Clairet, F. Crisanti, F. Degli Agostini, F. Di Maio, F. Durodie, F. Eriksson, F. G. Rimini, F. Hasenbeck, F. Imbeaux, F. J. Casson, F. J. Martinez, F. Jaulmes, F. Koechl, F. Leipold, F. Maviglia, F. Medina, F. Militello, F. Mink, F. Moro, F. Nabais, F. Nespoli, F. Orsitto, F. P. Keenan, F. Parra Diaz, F. Pisano, F. Pizzo, F. Reimold, F. Romanelli, F. S. Griph, F. S. Zaitsev, F. Saint-Laurent, F. Salzedas, F. Sartori, F. Spineanu, F. Subba, F. Villone, G. Ambrosino, G. Bodnar, G. Calabro, G. Chitarin, G. Ciraolo, G. Corrigan, G. Croci, G. Cseh, G. D. Ewart, G. De Masi, G. De Temmerman, G. De Tommasi, G. E. Evans, G. Ericsson, G. Evison, G. F. Matthews, G. Gervasini, G. Giruzzi, G. Hermon, G. J. van Rooij, G. Jones, G. Kaveney, G. Kizane, G. Kocsis, G. Liu, G. M.D. Hogeweij, G. Meisl, G. Miloshevsky, G. Nemtsev, G. Petravich, G. Pintsuk, G. Possnert, G. Prestopino, G. Pucella, G. Ramogida, G. Ratta, G. Ravera, G. Rubinacci, Giulio Rubino, G. Saibene, G. Sergienko, G. Sias, G. Stables, G. Stankunas, G. Stubbs, G. Szepesi, G. T.A. Huijsmans, G. Tvalashvili, G. Verona Rinati, G. Withenshaw, G. Verdoolaege, G. Telesca, G. Hornung, H. Arnichand, H. Bergsaker, H. Bufferand, H. Dabirikhah, H. Doerk, H. Fernandes, H. G. Esser, H. Greuner, H. H. Utoh, H. J. Boyer, H. J. Leggate, H. Maier, H. Meyer, H. Nordman, H. P. Summers, H. Patten, H. R. Koslowski, H. R. Strauss, H. R. Wilson, H. S. Kim, H. Sheikh, H. Sjostrand, H. T. Kim, H. T. Lambertz, H. Tojo, H. Urano, H. Weisen, I. Balboa, I. Bolshakova, I. Borodkina, I. Bykov, I. Calvo, I. Carvalho, I. Coffey, I. Duran, I. Jenkins, I. Jepu, I. Karnowska, I. Kodeli, I. Ksiazek, I. Lengar, I. Lupelli, I. Monakhov, I. Nedzelski, I. Nunes, I. Oswuigwe, I. Stamatelatos, I. Stepanov, I. Tiseanu, I. Turner, I. Uytdenhouwen, I. Vinyar, I. Voitsekhovitch, I. D. Young, I. E. Day, I. H. Coffey, I. Ivanova-Stanik, I. J. Pearson, I. R. Merrigan, I. T. Chapman, I. Zychor, J. L. Gardarein, J. A. Fessey, J. B. Girardo, J. Beal, J. Bernardo, J. Bielecki, J. Blackburn, J. Boom, J. Booth, J. Bucalossi, J. Buch, J. Buchanan, J. Byrne, J. C. Giacalone, J. C. Wright, J. Cane, J. Caumont, J. Citrin, J. Dankowski, J. Deane, J. Denis, J. Edmond, J. Edwards, J. Eriksson, J. Ferreira, J. Figueiredo, J. Flanagan, J. Fyvie, J. Galdon-Quiroga, J. Gallagher, J. Garcia, J. Godwin, J. Goff, J. Grzonka, J. H. Ahn, J. Harrison, J. Hawes, J. Hawkins, J. Hillairet, J. Hillesheim, J. Hobirk, J. Horacek, J. J. Lovell, J. J. Rasmussen, J. Jansons, J. Kaniewski, J. Karhunen, J. Keep, J. Kent, J. L. de Pablos, J. Lapins, J. Leddy, J. Lehmann, J. Linke, J. Lonnroth, J. Lopez-Razola, J. M.A. Bradshaw, J. M. Faustin, J. M. Fontdecaba, J. M. Lopez, J. Mailloux, J. McKehon, J. Miettunen, J. Mlynar, J. Morris, J. Ongena, J. Orszagh, J. P. Coad, J. P. Graves, J. P.S. Bizarro, J. Pozzi, J. R. Last, J. R. Martin-Solis, J. Regana, J. Risner, J. Rodriguez, J. Romazanov, J. Rzadkiewicz, J. Simpson, J. Simpson-Hutchinson, J. Sousa, J. Strachan, J. Svensson, J. Thomas, J. Uljanovs, J. Varje, J. Vega, J. Vicente, J. W. Banks, J. W. Coenen, J. Waterhouse, J. Weiland, J. Wilkinson, J. Williams, J. Wilson, J. Wright, J. Wu, J. Zacks, J. Johnston, K. A. Taylor, K. Bell, K. Blackman, K. Cave-Ayland, K. D. Lawson, K. D. Zastrow, K. Deakin, K. Dylst, K. Fenton, K. Flinders, K. G. McClements, K. Gal, K. Galazka, K. Hammond, K. Heinola, K. Hizanidis, K. J. Nicholls, K. K. Hoshino, K. Kamiya, K. Kirov, K. Krieger, K. M. Aggarwal, K. Maczewa, K. Mergia, K. Nordlund, K. Purahoo, K. Rathod, K. Riddle, K. Schmid, K. Schoepf, K. Slabkowska, K. Vasava, K. Crombé, L. Aho-Mantila, L. Amicucci, L. Appel, L. Avotina, L. Barrera Orte, L. Baylor, L. Bertalot, L. Carraro, L. Colas, L. D. Horton, L. Fazendeiro, L. Fittill, L. Forsythe, L. Fortuna, L. Frassinetti, L. G. Eriksson, L. Garzotti, L. Gil, L. Horvath, L. J. Hackett, L. Joita, L. Kogan, L. Laguardia, L. Li, L. Marot, L. Meneses, L. Moreira, L. Moser, L. Piron, L. Ruchko, L. Snoj, L. Swiderski, L. Taroni, L. Thorne, L. W. Packer, L. Yao, M. A. Barnard, M. A. Buckley, M. Abhangi, M. Afzal, M. Airila, M. Allinson, M. Anghel, M. Ariola, M. Bacharis, M. Balden, M. Barnes, M. Baruzzo, M. Bassan, M. Beckers, M. Beldishevski, M. Bellinger, M. Bernert, M. Berry, M. Beurskens, M. Bigi, M. Bowden, M. Brix, M. Brombin, M. Brown, M. Bulman, M. Carr, M. Cavinato, M. Cecconello, M. Chandler, M. Chernyshova, M. Clark, M. Cleverly, M. Curuia, M. D. Axton, M. D.J. Bright, M. De Bock, M. Dunne, M. E. Graham, M. E. Manso, M. E. Puiatti, M. Enachescu, M. F.F. Nave, M. F. Stamp, M. Faitsch, M. Firdaouss, M. Fitzgerald, M. Fortune, M. Frasca, M. Freisinger, M. G. O'Mullane, M. G. Yoo, M. Garcia-Munoz, M. Gelfusa, M. Gethins, M. Ghate, M. Gherendi, M. Goniche, M. Goodliffe, M. Gosk, M. Groth, M. Halitovs, M. Henderson, M. Hill, M. Hughes, M. I.K. Santala, M. Imrisek, M. Incelli, M. Irishkin, M. J. Stead, M. Kaufman, M. Kempenaars, M. Koeppen, M. Koubiti, M. Kovari, M. Kresina, M. L. Mayoral, M. Lehnen, M. Lennholm, M. Leyland, M. Lungaroni, M. Lungu, M. M. Turner, M. Mantsinen, M. Marinelli, M. Marinucci, M. Maslov, M. Mattei, M. Mayer, M. Medland, M. Moneti, M. Newman, M. O'Mullane, M. Oberkofler, M. Okabayashi, M. P. Cox, M. Park, M. Parsons, M. Peterka, M. Porton, M. Price, M. R. Hough, M. R. Wheatley, M. Rack, M. Reich, M. Reinhart, M. Reinke, M. Riva, M. Romanelli, M. Rubel, M. Ruiz, M. S.J. Rainford, M. Salewski, M. Schneider, M. Sertoli, M. Sibbald, M. Skiba, M. Smithies, M. Stephen, M. Szawlowski, M. T. Ogawa, M. T. Porfiri, M. Tokitani, M. Tomes, M. Towndrow, M. Tripsky, M. Tsalas, M. Turnyanskiy, M. Valentinuzzi, M. Valisa, M. Valovic, M. Van De Mortel, M. Vlad, M. Walker, M. Walsh, M. Weiszflog, M. Williams, M. Wischmeier, M. Zerbini, N. A. Benterman, N. Aiba, N. Ashikawa, N. Balshaw, N. Bekris, N. Ben Ayed, N. Bonanomi, N. Bulmer, N. C. Hawkes, N. Catarino, N. Conway, N. Cruz, N. den Harder, N. Dzysiuk, N. Fawlk, N. Fedorczak, N. Fonnesu, N. Grazier, N. Hayter, N. Imazawa, N. K. Butler, N. Krawczyk, N. Lam, N. Macdonald, N. Marcenko, N. Pace, N. Petrella, N. Pomaro, N. R. Green, N. Reid, N. Richardson, N. Smith, N. Teplova, N. Tipton, N. Vianello, N. Vora, N. W. Watkins, N. Walkden, N. Wang, O. Asunta, O. Bogar, O. Davies, O. Fevrier, O. Ficker, O. G. Pompilian, O. J. Kwon, O. Marchuk, O. McCormack, O. N. Hemming, O. N. Kent, O. Omolayo, O. Sauter, P. A. Coates, P. A. McCullen, P. A. Simmons, P. A. Tigwell, P. Abreu, P. Aleynikov, P. Arena, P. Bilkova, P. Blanchard, P. Blatchford, P. Boulting, P. Bunting, P. Buratti, P. Cahyna, P. Camp, P. Carman, P. Carvalho, P. D. Brennan, P. Dalgliesh, P. de Vries, P. Denner, P. Devynck, P. Dinca, P. Drewelow, P. Drews, P. Dumortier, P. Dutta, P. Finburg, P. G. Smith, P. Gaudio, P. Gohil, P. Grazier, P. Hawkins, P. Hertout, P. Huynh, P. J. Card, P. J. Howarth, P. J.L. Heesterman, P. J. Lomas, P. J. McCarthy, P. J. Pool, P. Jacquet, P. Knight, P. Leichuer, P. Macheta, P. Maget, P. Manas, P. Mantica, P. Nielsen, P. P. Pereira Puglia, P. Papp, P. Petersson, P. Piovesan, P. Prior, P. Puglia, P. Rodrigues, P. S. Beaumont, P. Sagar, P. Santa, P. Siren, P. Sonato, P. Staniec, P. Strand, P. Strom, P. T. Doyle, P. T. Lang, P. Tamain, P. Thomas, P. Tolias, P. Tonner, P. Trimble, P. Tsavalas, P. Vallejos Olivares, P. Vincenzi, P. Vondracek, P. W. Haydon, P. Duckworth, P. Maquet, P. Mertens, R. Albanese, R. Ambrosino, R. Bament, R. Barnsley, R. Bastow, R. Baughan, R. Bravanec, R. Budny, R. C. Felton, R. C. Lobel, R. C. Meadows, R. Cavazzana, R. Cesario, R. Clarkson, R. Coelho, R. Craven, R. Crowe, R. D'Inca, R. Dejarnac, R. Dumont, R. Dux, R. El-Jorf, R. F. King, R. Fresa, R. Galvao, R. Gomes, R. Goulding, R. Gowland, R. Grove, R. Guirlet, R. Hager, R. Henriques, R. J. Robins, R. J. Warren, R. Johnson, R. Kwiatkowski, R. Lawless, R. Lorenzini, R. M.A. Lucock, R. Makwana, R. Marshal, R. McAdams, R. McKean, R. Michling, R. Mooney, R. Moreno, R. Naish, R. Neu, R. Nouailletas, R. O. Dendy, R. Olney, R. Otin, R. P. Doerner, R. Paccagnella, R. Paprok, R. Pasqualotto, R. Pereira, R. Pitts, R. Prakash, R. Price, R. Proudfoot, R. Ragona, R. Roccella, R. Rodionov, R. Sabot, R. Salmon, R. Sartori, R. Scannell, R. Shaw, R. Skilton, R. Smith, R. Verhoeven, R. Walker, R. Wood, R. Young, R. Zagorski, R. Zanino, S. P. Pehkonen, S. A. Robinson, S. Abduallev, S. Arshad, S. Bailey, S. Bremond, S. Breton, S. Brezinsek, S. C. Chapman, S. Ceccuzzi, S. Coda, S. Collins, S. Conroy, S. Cortes, S. Cramp, S. D.A. Reyes Cortes, S. D. Scott, S. Dalley, S. Devaux, S. Dormido-Canto, S. Doswon, S. E. Dorling, S. E. Sharapov, S. Esquembri, S. Fietz, S. Foster, S. Futatani, S. G.J. Tyrrell, S. Gerasimov, S. Gilligan, S. Gloeggler, S. Hacquin, S. Hazel, S. Hollis, S. J. Gee, S. J. Hall, S. J. Knipe, S. Jachmich, S. K. Sipila, S. Knott, S. Kwak, S. Lanthaler, S. Lesnoj, S. Maruyama, S. Matejcik, S. McIntosh, S. Medley, S. Meigh, S. Meitner, S. Menmuir, S. Meshchaninov, S. Mianowski, S. Minucci, S. Moradi, S. Mordijck, S. Mosher, S. Murphy, S. P. Hallworth Cook, S. P. Hotchin, S. Palazzo, S. Pamela, S. Panja, S. Pathak, S. Peruzzo, S. Peschanyi, S. Potzel, S. R. Cooper, S. Ranjan, S. Ratynskaia, S. Reynolds, S. Romanelli, S. Rowe, S. S. Henderson, S. Saarelma, S. Schmuck, S. Silburn, S. Soare, S. Spagnolo, S. Talebzadeh, S. Varoutis, S. Vartanian, S. Villari, S. Warder, S. Whetham, S. Wiesen, S. Wray, S. Wukitch, S. Zoletnik, T. Ahlgren, T. Biewer, T. Bolzonella, T. Boyce, T. C. Hender, T. Craciunescu, T. Dittmar, T. Donne, T. Franke, T. Franklin, T. Giegerich, T. Hellsten, T. J. Smith, T. Johnson, T. Keenan, T. Kobuchi, T. Koskela, T. Kurki-Suonio, T. Loarer, T. Luce, T. M. Huddleston, T. Makkonen, T. Markovic, T. May-Smith, T. Nakano, T. Nicolas, T. O'Gorman, T. Odupitan, T. Powell, T. R. Blackman, T. Robinson, T. Schlummer, T. Spelzini, T. Szabolics, T. T.C. Jones, T. T. Suzuki, T. Tala, T. Vasilopoulou, T. Vu, T. Wauters, T. Xu, T. Eich, T. Puetterich, U. Fischer, U. Kruezi, U. Losada, U. Samm, V. Aldred, V. Amosov, V. Aslanyan, V. Basiuk, V. Bobkov, V. Braic, V. Coccorese, V. Cocilovo, V. Edappala, V. Fuchs, V. Goloborod'ko, V. Haupt, V. Huber, V. Kazantzidis, V. Kiptily, V. Krasilnikov, V. Naulin, V. Parail, V. Petrzilka, V. Philipps, V. Plyusnin, V. Prajapati, V. Riccardo, V. Rohde, V. Schmidt, V. Stephen, V. Yavorskij, V. Zoita, V. K. Thompson, V. P. Lo Schiavo, V. S. Neverov, W. Broeckx, W. Davis, W. Helou, W. Leysen, W. Studholme, W. Tang, W. Van Renterghem, W. W. Pires de Sa, W. Yanling, W. Zhang, X. Gao, X. Lefebvre, X. Litaudon, Y. Austin, Y. Camenen, Y. Corre, Y. F. Baranov, Y. Gao, Y. Kazakov, Y. Kominis, Y. Liang, Y. Liu, Y. Marandet, Y. Martin, Y. Martynova, Y. Miyoshi, Y. Peysson, Y. S. Na, Y. Zhou, Z. Ul-Abidin, Z. Vizvary

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftArtikelBegutachtung

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.

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer045502
FachzeitschriftMeasurement Science and Technology
Jahrgang29
Ausgabenummer4
DOIs
PublikationsstatusVeröffentlicht - 8 März 2018

Fingerprint

Untersuchen Sie die Forschungsthemen von „Neutron spectroscopy measurements of 14 MeV neutrons at unprecedented energy resolution and implications for deuterium-tritium fusion plasma diagnostics“. Zusammen bilden sie einen einzigartigen Fingerprint.

Dieses zitieren