温度核特性に対する設計精度評価システムの整備

Preparation of computer codes for estimating the accuracy in nuclear design of Doppler reactivities

花木 洋*; 三田 敏男*; 瑞慶覧 篤*

not registered; Sanda, Toshio*; not registered

FBRの実用化に向けて、大型炉炉心の核設計精度を向上させ、高性能な炉心をより合理的に設計できるようにすることは、量要な研究開発項目の一つである。これまでの研究では、JUPITER等の臨界実験の成果を最大限有効に反映した條正炉定数を関発し、大型炉炉心の核設計精度の大幅な向上が達成された。さらに「常陽」等の豊富な実機燃焼データを有効に活用して、大型炉の燃焼核特性の設計予測精度を更に向上させるために、燃焼特性の感度係数を解析するシステムを整備し、大型炉設計体系においてその性能を確認した。燃焼核特性に加え、臨界実験と対比した場合のFBR実機の大きな特徴の一つに温度核特性がある。その主要な因子であるトップラー反応度は、炉心の自己制御性を保証する核特性として非常に重要であリ、トツプラー反応度の解析予測精度を向上することが強く求められている。しかし、トップラー反応度は他の核特性と異なって、その予測精度が核断面積の自己遮蔽因子の評面に大きく依存するため、これまで整備してきた設計精度評価システムでは扱うことができない。そこで本研究では、従来の設計精度評価システムを拡張してドップラー反応度をも扱えるように検討を行った。本年度の研究の成果は以下の通り。(1)トップラー反応度に対する感度係数計算法を検討し、昨年度までに整備した感度係数解析コードシステムを拡張する形で整備を行った。(2)ドップラー反応度に最も重要なU238捕獲反応の自己遮蔽困子の温度勾配に対する不確かさ幅を予備的に評価し、炉定数調整に必要な共分散データの形式で整理した。(3)ZPPR-9炉心のトップラー反応度実験の実験誤差及び解析誤差を遮理した。(4)予備的な炉定数調整を行い、他の核特性に影響を与えることなく、トツプラー反応度のC/E値を改善できる見通しを得た。

To develop nuclear design of LMFBR cores, they are important subjects of research and development to improve the accuracy in nuclear design of large LMFBR cores and to design highly efficient core more rationally. The adjusted nuclear cross-sections library had been made by being reflected the result of critical experiment of the JUPITER, etc. effectively as much as possible. And the distinct improvement of the accuracy in nuclear design of large LMFBR cores had been achieved. And the computer codes for analyzing sensitivity coefficients of burnup characteristics had been prepared to improve the prediction accuracy for burnup characteristics using many burnup data of "Joyo" effectively. As compared with critical experiment, Doppler reactivity is one of the great characteristics of LMFBR. Doppler reactivity is very important to assure core character of self-control and it is claimed to improve the prediction accuracy for it. But it is impossible to estimate the accuracy for present codes because it is much depend on self-shielding factor. Therefore in this work the system for estimating the accuracy in nuclear design of Doppler reactivity by improving present computer codes was studied. The results are as follows: (1)The method of analyzing sensitivity coefficients of Doppler reactivity was studied and computer codes was prepared by improving present codes. (2)Uncertainty of the gradient toward temperature of self-shielding factor of U238 capture reaction which is the most important reaction for Doppler reactivity was estimated preparatorily and formalized for using adjustment. (3)Uncertainties of experiment and analysis for Doppler reactivities in ZPPR-9 were arranged. (4)It was clarified that it is possible to improve C/E values of Doppler reactivities without affecting other neutronic characteristics by doing preparatorily adjustment.