ガドリニウムを添加した6wt%濃縮硝酸ウラニル溶液と格子間隔1.5cm棒状燃料とで構成するSTACY非均質炉心の核特性解析

Analyses of neutronic characteristics of STACY heterogeneous cores composed of 6wt%-enriched uranyl nitrate solution containing gadolinium and 1.5cm-lattice-pitch fuel pins

井澤 一彦 ; 青山 康夫; 曽野 浩樹 ; 小川 和彦 ; 柳澤 宏司 

Izawa, Kazuhiko; Aoyama, Yasuo; Sono, Hiroki; Ogawa, Kazuhiko; Yanagisawa, Hiroshi

日本原子力研究開発機構の定常臨界実験装置STACYでは、2006年度に、非均質炉心での臨界実験を実施している。当該炉心は、可溶性毒物(ガドリニウム)を添加した硝酸ウラニル溶液燃料(U濃縮度6wt%)及び格子間隔1.5cmで配置した二酸化ウラン棒状燃料(U濃縮度5wt%)333本で構成される。その実験に先立ち、当該炉心の核的安全性及び核的制限値の評価を目的として核特性解析を行った。解析対象とした項目は、臨界,反応度及び原子炉停止余裕に関するパラメータである。解析には、モンテカルロコードMVP及び核計算コードシステムSRACを使用し、断面積ライブラリにはJENDL-3.3を用いた。解析の結果、当該実験で使用するすべての燃料条件下において、原子炉停止余裕が安全基準に適合する見通しであることを確認した。また、運転時に制限値の確認を容易に行うため、臨界液位,反応度等に関する解析値を補間する簡易推定式を評価した。

A series of critical experiments is conducted in FY 2006 using a heterogeneous core of the Static Experiment Critical Facility (STACY) in the Japan Atomic Energy Agency (JAEA). In the experiment, the core is composed of uranyl nitrate solution (U enrichment 6wt%) containing soluble poison (gadolinium) and 333 pins of uranium dioxide (U enrichment 5wt%) loaded at a latticepitch of 1.5cm. Prior to the experiment, the following neutronic characteristics were analyzed to assess safety of the core and operation parametor limits: criticality, reactivity and reactor shutdown margins. In the analyses, a Monte Carlo code, MVP, and a neutronics code system, SRAC, were used with an evaluated nuclear data library, JENDL-3.3. From these analyses, it was confirmed that the reactor shutdown margins would comply with the safety criteria under all conditions of the fuel used in the experiments. Simplified formulas for criticality and reactivity were also evaluated based on the analyzed values which are utilized to confirm the operation parameter limits during operations of the core.