軽水炉次世代燃料の炉物理に関するベンチマーク問題の提案及び解析結果

Proposal and analysis of the benchmark problem suite for reactor physics study of LWR next generation fuels

炉物理研究委員会

Research Committee on Reactor Physics

日本原子力研究所炉物理研究委員会の下に設置された軽水炉次世代燃料の炉物理ワーキングパーティでは、軽水炉次世代燃料の核特性計算手法の精度を検討するために一連のベンチマーク問題の提案を行っている。次世代燃料とは、70GWd/t程度と現行の設計を大きく上回る燃焼度の増大を目指す燃料をいう。この結果、作成したベンチマーク問題の仕様は、235U濃縮度5wt%といった現行の設計限界を上回るものとなった。ワーキングパーティでは、ウランまたはMOX燃料を装荷したピンセル、PWR集合体、BWR集合体の計6つのベンチマーク問題を提案している。本報告書は、このベンチマーク問題の詳細仕様を示すとともに、ワーキングパーティメンバーの11機関が実施した予備解析の結果とその比較についても併せて述べる。

The Working Party on Reactor Physics for LWR Next Generation Fuels in the Research Committee on Reactor Physics, which is organized by the Japan Atomic Energy Research Institute, has recently proposed a series of benchmark problems to investigate the calculation accuracy of the nuclear characteristics of LWR next generation fuels. The next generation fuels mean the ones aiming for further extended burnup such as 70GWd/t over the current design. The resultant specifications of the benchmark problem therefore neglect some of the current limitations such as 5wt%235U to achieve the above-mentioned target. The Working Party proposed six benchmark problems, which consist of pin-cell, PWR assembly and BWR assembly geometries loaded with uranium and MOX fuels, respectively. The present report describes the detailed specifications of the benchmark problems. The results of preliminary analyses performed by the eleven member organizations and their comparisons are also presented.