Revision of the criticality safety handbook in light of the reality of the nuclear fuel cycle in Japan; With a view to transportation and storage of fuel debris

日本の核燃料サイクルの実情を踏まえた臨界安全ハンドブックの改訂; 燃料デブリの輸送・貯蔵を視野に入れて

須山 賢也; 植木 太郎  ; 郡司 智  ; 渡邉 友章  ; 荒木 祥平   ; 福田 航大 

Suyama, Kenya; Ueki, Taro; Gunji, Satoshi; Watanabe, Tomoaki; Araki, Shohei; Fukuda, Kodai

1990年代以降計算機能力が向上して連続エネルギーモンテカルロコードが広く使用されるようになってから、どのような複雑な体系であっても必要なときに高精度な臨界計算が可能となり、臨界安全評価におけるハンドブック類の存在意義は大きく変化した。大量の計算をあらかじめ行ってデータを整理しておくことの価値は低下したため、1999年に第2版が公刊されて以降、過去四半世紀近く我が国では臨界安全ハンドブックの改訂は行われて来なかった。2011年に福島第一原子力発電所事故が発生した我が国では、複雑な構成元素を含む燃料デブリの輸送や貯蔵における臨界安全問題を取り扱う必要に迫られており、そのような複雑な物質の臨界安全管理のためのデータの整理が喫緊の課題となっている。また、燃焼度クレジットの分野では、事故の影響のために到達燃焼度の低い燃料集合体の輸送や貯蔵も課題となる。そして、連続エネルギーモンテカルロコードの入力となる核データは1990年代から数回改訂されてJENDL-5が2021年末から利用できるようになるなど、その取り入れも現場のニーズとして上がってきている。本報告では我が国における最新の臨界安全研究の概要と、輸送や貯蔵分野に適用することも可能な我が国における臨界安全ハンドブックの改訂計画について報告する。

Since the 1990s, the importance of the handbook has changed significantly, as the computational power has improved and continuous energy Monte Carlo codes have become widely used, which enables highly accurate criticality calculations, when necessary, irrespective of the complexity of the system. Because the value of performing a large number of calculations in advance and summarizing the data has decreased, since the second edition was published publicly in 1999, there has been no revision of criticality safety handbooks in Japan for nearly a quarter of a century. In Japan, where the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident occurred in 2011, it became necessary to deal with criticality safety issues in the transport and storage of the fuel debris which contains complex constituent elements, and the summary the criticality safety management for such material is an urgent issue. In the area of burnup credit, the transport and storage of fuel assemblies with low achieved burnups due to the consequences of accidents might be the problem. In addition, nuclear data, which is the input for the continuous energy Monte Carlo code, has been improved several times, now JENDL-5 is available from the end of 2021, and its incorporation becomes a need in the field. This report provides an overview of the latest criticality safety research in Japan and the planned revision of the Criticality Safety Handbook, which could be applied to the transport and storage sectors.