マイナーアクチニド添加炉心の核特性評価; BFS-69, BFS-66-2臨界実験の解析

Evaluation of nuclear characteristics of minor actinide loaded core; Analyses of BFS-69 and BFS-66-2 critical experiments

羽様 平 ; 佐藤 若英*

Hazama, Taira; Sato, Wakaei*

ロシアの物理エネルギー研究所との共同研究「多量のNpを種々の臨界集合体に添加したときの炉物理特性の変化に関する研究」の第2報としてBFS-69体系及びBFS-66-2体系に関する実験情報と解析結果をまとめた。実験では各体系においてNp装荷(約8kg)の有無が異なる2種類の炉心について臨界性,Naボイド反応度,制御棒価値,反応率比などの核特性が測定されている。原子力機構の標準的な高速炉解析手法に4種類(JENDL-3.2, JENDL-3.3, JENDL/AC-2008, ENDF/B-VII)の核データを適用した。臨界性の解析結果はBFS-69体系について過大評価する傾向があり、JENDL-3.3とJENDL/AC-2008で顕著である。過大評価が小さいENDF/B-VIIとの差異はおもにNaの平均散乱角余弦(1MeV付近)にある。Naボイド反応度の解析結果にはJENDLの3種類の結果に同様なずれがある。ENDF/B-VIIとの差異は、おもにNaの散乱関連の断面積(1MeV付近)とPuの核分裂断面積(1keV付近)にある。Naボイド反応度,制御棒価値,反応率比の測定値はNpの装荷により有意な変化が確認されている。解析値はその変化を実験誤差内で再現しており、Np装荷による解析精度の悪化はないといえる。

This report describes analysis results on BFS-69 and BFS-66-2 critical experiments carried out under the collaboration with Russian Institute of Physics and Power Engineering. In the experiments, various nuclear characteristics were measured in 2 kinds of cores with/without Np loading of about 8 kg. JAEA's standard analysis results were presented with 4 kinds of nuclear data (JENDL-3.2, JENDL-3.3, JENDL/AC-2008, and ENDF/B-VII). The results show (1) An overestimation trend appears in BFS-69 criticality results, especially with JENDL-3.3 and JENDL/AC-2008. The difference from ENDF/B-II mainly lies in the average cosine of the scattering angle around 1 MeV; (2) A discrepancy exists in BFS-69 Na void reactivity results with the three JENDL nuclear data. The difference from ENDF/B-II mainly lies in scattering cross sections around 1 MeV and fission cross section around 1 keV; (3) The analysis results simulate measured Np effects on nuclear characteristics within experimental errors.