ZPPR benchmarks for large LMFBR core physics from JUPITER cooperative program between United States and Japan

大型高速増殖炉物理研究のための日米共同JUPITER計画によるZPPRベンチマーク

石川 眞; 池上 哲雄*; 三田 敏男*

Ishikawa, Makoto; Ikegami, Tetsuo*; Sanda, Toshio*

OECD/NEAの国際炉物理ベンチマークプロジェクト(IRPhEP)の一環として、日米の共同研究として実施されたJUPITER計画の中から、9つのZPPR実験炉心が大型高速増殖炉物理を研究するためのベンチマークとして整備された。これらのベンチマーク炉心は、均質炉心及び非均質炉心、クリーン炉心及び工学模擬炉心、600-1,000MWe級の種々の炉心サイズ、様々な炉心核特性を含む非常に広範なものとなっている。最近、詳細な実験情報をオリジナル実験記録から新たに発掘して、これらを詳細に検討することにより、正確なベンチマークモデルと定量的な実験誤差評価を確立することに成功した。整備されたベンチマークは、ZPPR実験の重要な炉物理特性の本質を維持しながら、ベンチマークのユーザーが利用しやすいように、非均質セルモデル, 3次元炉心構造などについて不必要な煩雑さを避けている。さらに、このベンチマークでは、ZPPR実験炉心のas-built情報を完全な形で電子情報として含んでいるので、ユーザーが新たなベンチマークモデルを構築することも可能である。これらのZPPRベンチマークを最新手法で解析した結果、これらは炉物理解析手法の改良と核データの検証に有効であることが分かった。

Under the IRPhEP framework, nine ZPPR critical experimental cores performed as the cooperative JUPITER program between the USA and Japan are established in the benchmarks to study large FBR core physics. These benchmarks cover a wide variety of core concepts including homogeneous and heterogeneous configurations, clean and engineering-mockup cores of 600-1,000 MW(electric)-class sizes, and various kinds of core parameters. Detailed experimental information has recently been dug out from the ANL original documents and scrutinized very carefully to establish the benchmark model and to evaluate the experimental uncertainty quantitatively. The benchmarks supply users with the heterogeneous cell model and three-dimensional core configuration with preserving the important physical features of the ZPPR cores. Further, the benchmark handbook includes the as-built information of the ZPPR cores as a complete set of electrical form, therefore, a user can develop his own benchmark model if necessary. The analysis of the benchmark with the latest method demonstrates the usefulness both for the improvement of analytical methods and for the validation of nuclear data.