Development of three-dimensional reactor analysis code system for accelerator-driven system, ADS3D and its application with subcriticality adjustment mechanism

加速器駆動未臨界システム用3次元炉心解析コードADS3Dの開発と未臨界度調整機構を伴ったコード利用

菅原 隆徳  ; 西原 健司  ; 岩元 大樹   ; 大泉 昭人   ; 辻本 和文 

Sugawara, Takanori; Nishihara, Kenji; Iwamoto, Hiroki; Oizumi, Akito; Tsujimoto, Kazufumi

未臨界度調整機構を伴った加速器駆動未臨界システム(ADS)炉心概念のパラメトリックサーベイを行うため、炉心解析コードシステムADS3Dを開発した。ADS3Dは、決定論に基づく3次元体系の中性子輸送計算、燃焼計算そしてADS特有の燃料交換を扱うことが可能である。開発したコードについては、モンテカルロコードMVP-BURNによる計算結果との比較を行うことで検証を行った。ADS3Dの応用として、未臨界度調整機構として制御棒を導入したADS概念の核設計を実施した。その結果、制御棒の導入により、最大陽子ビーム電流値が従来の20.5mAから11.6mAに減少することを示した。この電流値の低下は、ビーム窓の設計条件緩和に大きく寄与する。

In order to perform the parametric survey for an Accelerator-Driven System (ADS) core with the subcriticality adjustment mechanism, a new calculation code system, ADS3D, was developed on MARBLE which is a comprehensive and versatile framework for reactor analysis. ADS3D can calculate the transportation of neutrons, the burn-up performance and the fuel exchange by deterministic method in three-dimensional calculation models. The application of ADS3D was also presented for the neutronics design of the ADS core with the control rod. Through the neutronics calculation, it was shown that the maximum proton beam current was decreased from 20.5mA to 11.6mA by the installation of control rods.