燃料集合体配置及び燃焼度による軽水炉炉心からの漏洩中性子束スペクトルへの影響(共同研究)

Influence of fuel assembly loading pattern and fuel burnups upon leakage neutron flux spectra from light water reactor core (Joint research)

小嶋 健介; 奥村 啓介 ; 小迫 和明*; 鳥居 和敬*

Kojima, Kensuke; Okumura, Keisuke; Kosako, Kazuaki*; Torii, Kazutaka*

軽水炉の廃止措置においては、格納容器や遮蔽体等の炉外構造物の放射化量の評価が重要である。これらの放射化量を決定する放射化部位における中性子束スペクトルが、燃料集合体配置及び燃焼度といった炉心の設定の違いに起因して変化する状況が考えられる。本研究の目的は、炉心設定の違いが放射化部位における中性子束スペクトルに与える影響を評価することである。この目的を達成するために、はじめに、具体的な燃料装荷パターンと燃焼度が異なる炉心を幾つか想定し、中性子拡散計算により炉心表面での部分中性子流スペクトルを求めた。次に、得られた炉心表面での部分中性子流を基に、炉外の放射化部位での中性子束スペクトルを中性子輸送計算により求め、炉心設定による影響を評価した。この結果、炉心設定による中性子束スペクトルの概形への影響は小さいことがわかった。ただし、炉心設定の違いにより中性子束の大きさが変化すること、及び、炉外周方向位置により中性子束スペクトル(大きさ、概形とも)が変化することに注意する必要があることがわかった。

At the decommissioning of light water reactors (LWRs), it is important to evaluate an amount of radioactivity in the ex-core structures such as a reactor containment vessel, radiation shieldings, and so on. It is thought that the leakage neutron spectra in these radioactivation regions, which strongly affect the induced radioactivity, would be changed by different reactor core configurations such as fuel assembly loading pattern and fuel burnups. This study was intended to evaluate these effects. For the purpose, firstly, partial neutron currents on the core surfaces were calculated for some core configurations. Then, the leakage neutron flux spectra in major radioactivation regions were calculated based on the provided currents. Finally, influence of the core configurations upon the neutron flux spectra was evaluated. As a result, it has been found that the influence is small on the spectrum shapes of neutron fluxes. However, it is necessary to pay attention to the facts that intensities of the leakage neutron fluxes are changed by the configurations and that intensities and spectrum shapes of the leakage neutron fluxes are changed depending on the angular direction around the core.