Sensitivity analyses of initial compositions and cross sections for activation products of in-core structure materials

炉内構造物の放射化生成物を対象とした初期組成及び断面積の感度解析

山本 健土; 奥村 啓介 ; 小嶋 健介; 岡本 力

Yamamoto, Kento; Okumura, Keisuke; Kojima, Kensuke; Okamoto, Tsutomu

バックエンド分野において、放射化生成物の生成量の予測精度を向上させるために、その生成起源となる初期組成元素及び生成経路上の核反応を正確に把握しておくことは重要である。このため、放射化生成物の主要な生成経路の定量的決定の優先度を評価するため、感度解析を実施した。本検討では、ORIGEN2.2コード及びJENDL-4.0に基づく1群断面積ライブラリセットORLIBJ40を使用し、燃料集合体やチャンネルボックスの材料であるジルコニウム合金、SUS304ステンレス鋼及びニッケル-クロム合金を解析対象とした。感度解析の結果より、主要な生成経路を構成する初期組成元素及び核反応が定量的に明らかとなった。また、複雑な生成経路を有する核種に対しても、主要な生成経路が明らかとなった。本検討で得られた結果は、不純物測定の分野や核データ分野において利用されることが期待される。

To improve the prediction accuracy of concentrations of activation products (APs) in the field of nuclear back-end, it is important to investigate the elements and the nuclear reactions leading to generation of APs. To clarify quantitatively the source elements and the nuclear reactions dominating generation of APs, sensitivity analyses of initial compositions and cross sections were conducted using ORIGEN2.2 code and ORLIBJ40, which is a set of the 1-group cross section libraries based on JENDL-4.0. Activations of cladding tubes, end-plugs and spacers of fuel assemblies and channel boxes in BWR, whose materials are zirconium alloy, stainless steel, and nickel-chromium-based alloy, were analyzed. The results clarified quantitatively the source elements and the nuclear reactions dominating generation of APs. It was remarkable that the dominant generation pathways were clarified even for the nuclides generated through complicated pathways. In conclusion, the results of sensitivity analyses could be utilized to select the objective of elements for measurements of impurities in the materials and of nuclear data for improvement of accuracy.