「常陽」MK-III性能試験; 等温温度係数測定(NT-333)

JOYO MK-III Performance Test; Isothermal Temperature Coefficient Measurement (NT-333)

横山 賢治   ; 諸橋 裕子 ; 前田 茂貴   ; 関根 隆 

Yokoyama, Kenji; Morohashi, Yuko; Maeda, Shigetaka; Sekine, Takashi

高速実験炉「常陽」MK-III性能試験炉心において、等温温度係数測定試験を実施した。昇温時と降温時の測定結果には系統的な差が見られたが、制御棒駆動機構延長管の熱収縮効果を補正することにより、この系統的な差を排除することができた。この結果、等温温度係数の測定値として、-3.820.1710-3%k/kk'/を得た。本試験の測定結果から、MK-III性能試験炉心の等温温度係数は負の値となることが確認できた。また、設計値-3.8810-3%k/kk'/ともよく一致することも確認できた。一方で、JUPITER実験解析で確立されたより詳細な標準解析手法(JUPITER標準解析手法)を適用した解析も実施した。なお、JUPITER標準解析手法では、輸送理論に基づく計算や超微細群モデルに基づく計算を実施して、手法の違いによる影響を評価した。また、解析では等温温度係数をドップラ係数、膨脹係数(炉心支持板、燃料、構造材、冷却材)等の反応度成分に分離して評価した。更に、MK-I、MK-II炉心の等温温度係数を同等の手法で解析することにより、従来炉心の等温温度係数との差についても分析した。JUPITER標準解析手法による最終的な解析結果は、-3.6810-3%k/kk'/(C/E値:0.96)となり、今回の測定値と測定誤差の範囲で一致することが確認できた。

In the experimental fast reactor JOYO MK-III performance test core, the isothermal temperature coefficient was measured. There was a systematic difference between the result of ascending temperature measuament and that of descending temperature measurement. However, it was removed by the correction of thermal expansion effect of the control rod extension tubes. Finally, -3.82+-0.17x10^-3%dk/kk'/C was obtained as a measured value of the isothermal temperature coefficient. From this result, it was confirmed that isothermal temperature coefficient is a negative value and the calculated design value, -3.88x10^-3%dk/kk'/C, agrees with the measured value well.On the other hand, a detailed analysis based on JUPITER standard analysis method was carried out. In this analysis, transport effects and ultra fine group effects were evaluated. The calculated isothermal temperature coefficient has two main components, Doppler broadening of neutron cross section resonances and thermal expansion of the fuel and core. The items contributing to the thermal expansion include the coolant density reduction, the core radial expansion and the fuel axial expansion. In addition, the isothermal temperature coefficients of the MK-I, MK-II cores were evaluated by using the same method and differences among the cores are discussed. The calculated value by JUPITER standard analysis method became -3.68x10^-3%dk/kk'/C (C/E-value:0.96) and it agrees with the measured value within measurement error.