MOX粉末体系の臨界性に対する粒子粒径の影響

Effect of a particle diameter on the criticality of a MOX powder system

高橋 聡*; 奥野 浩  ; 三好 慶典

Takahashi, Satoshi*; Okuno, Hiroshi; Miyoshi, Yoshinori

ウランとプルトニウムの混合酸化物燃料(以下、MOX燃料)加工施設において取り扱われる燃料の粒子粒径20m以下では、非均質体系が均質系としてモデル化が可能であるか否かを検討した。まず、MOX燃料の均質体系で無限増倍率を計算して、各Pu富化度の最適減速条件を求めた。MOX燃料の非均質体系において水素対重金属原子個数比H/M固定条件で、立方体単位セル内の燃料球直径を変化させる臨界計算を実施して、100m以上の燃料球直径では共鳴を逃れる確率が高くなることを検証した。臨界条件等の解析は連続エネルギーモンテカルロコードMVPIIと評価済核データJENDL-3.3の組合せを用いて実施した。ここに、これらの計算の詳細を公開する。これらの計算結果は、「臨界安全ハンドブック」の改訂等に利用される予定である。

In the heterogeneous system of the mixed oxide fuel of uranium and plutonium, hereafter, MOX fuel, it was investigated whether the system could be modeled as a homogeneous system on the conditions which dealt with the MOX fuel of particle diameter 0.02mm or less in MOX fuel fabrication facilities in Japan. The infinite multiplication factor of the homogeneous system of the MOX fuel was first calculated, and the optimum moderation condition over the each ratio of PuO was determined. It was verified that carried out critical calculation for the heterogeneous system of the MOX fuel in which the spherical fuel diameter in a cube unit cell increased, and an atomic number ratio of hydrogen to heavy metal fixed conditions, and the probability for neutrons to escape resonance by a spherical fuel diameter no less than 0.1mm, and analyzed critical conditions etc. using a contiguous energy Monte Carlo code MVPII and JENDL3.3. The details of these calculations are reported. These results are expected to be quoted in a revised edition of "Nuclear Criticality Safety Handbook."