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OECD/NEA burnup credit criticality benchmarks phase IIIB; Burnup calculations of BWR fuel assemblies for storage and transport

OECD/NEA燃焼度クレジット臨界計算ベンチマーク問題IIIB; 貯蔵及び輸送に向けたBWR燃料集合体の燃焼計算

奥野 浩; 内藤 俶孝*; 須山 賢也

Okuno, Hiroshi; Naito, Yoshitaka*; Suyama, Kenya

この報告書は、経済協力開発機構原子力機関(OECD/NEA)の後援の下に燃焼度クレジット臨界安全専門家グループで実施されたベンチマーク問題フェーズIIIB の最終結果を示したものである。ベンチマーク問題では、BWR使用済燃料集合体モデルの原子個数密度に関する現行の計算コード及びデータ・ライブラリの組合せの予測能力を比較することを意図している。燃料集合体は、比出力25.6 MW/tHMで40GWd/tHMまで燃焼,5年間冷却するものとした。ボイド率はチャンネルボックス内は一様で、燃焼中0, 40, 70%の一定値とした。7ヶ国,13機関から計16件の回答が提出された。計算されたアクチニド12核種、核分裂性核種20核種の原子個数密度は、平均値に対しておおむね$$pm$$10%以内に収まった。しかし、幾つかの核種、特に155Eu及びガドリニウム同位体ではこの範囲を超えており、さらに検討を要する。ピンごとの燃焼度の傾向は参加者間でよく一致した。中性子無限増倍率k∞もボイド率0及び40%では互いによく一致したが、ボイド率70%では平均値から明らかに外れる結果があった。

The report describes the final results of the Phase IIIB Benchmark conducted by the Expert Group on Burnup Credit Criticality Safety under the auspices of the OECD/NEA. The Benchmark was intended to compare the predictability of current computer code and data library combinations for the atomic number densities of an irradiated BWR fuel assembly model, which was irradiated under specific power of 25.6 MW/tHM up to 40 GWd/tHM and cooled for five years. The void fraction was assumed to be uniform and constant, at 0, 40 and 70%, during burnup. In total, 16 results were submitted from 13 institutes of 7 countries. The calculated densities of 12 actinides and 20 fission product nuclides were found mostly within a range of +- 10% relative to the average, although some results, esp. 155Eu and gadolinium isotopes, exceeded the band. Pin-wise burnup results agreed well among the participants. The results in the multiplication factor also accorded well with each other for void fractions of 0 and 40%; however some results deviated from the average noticeably for the void fraction of 70%.

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