Effect of mixing condition of MOX powder and additives on criticality safety

MOX粉末と添加剤の混合状態の臨界安全性への影響

山本 俊弘; 三好 慶典

Yamamoto, Toshihiro; Miyoshi, Yoshinori

MOX燃料加工では、MOX粉末と添加剤とが混合される。混合過程においてMOX粉末と添加剤が不均一な状態で存在する。しかし通常の臨界安全評価では均一の混合物として扱われる。ここでは球形状の混合物に対して燃料インポータンスの考え方を適用して中性子実効増倍率を最大とする不均一な混合状態の分布を求めた。その結果、中心部にほぼ添加剤だけからなる最適減速の領域が存在し、その外周部にMOX粉末だけの領域からなる分布が最適分布として得られた。均一分布のときの中性子実効増倍率が0.545なのに対して最適分布のときが0.590となり約0.045だけ中性子実効増倍率が増加した。

MOX powder and additives are mixed in the process of MOX fuel fabrication. A non-uniform mixing state of MOX powder and additives occurs during the homogenization mixing process. However, ordinary criticalit safety evaluations for mixtures assume that the mixtures have a uniform distribution of the mixing state. A non-uniform distribution of the mixing state in a sphere, which maximizes the effective neutron multiplication factor, was obtained using a concept of the fuel importance. As a result, the central portion of the sphere is composed of an optimal moderation region, and the surrounding region is composed of pure MOX powder. While keff is 0.545 for the uniform distribution, keff for the optimal non-uniform distribution is 0.590. That is, keff increases by 0.045.