54本及び60本燃料集合体1体の臨界実験

One-rod critical experiments on 54 and 60-pin fuel clusters

若林 利男*; 皆月 功*; 草別 幸男*

not registered; not registered; not registered

54本又は60本燃料集合体1体を用いた臨界実験により,大型燃料集合体の核特性のうち冷却材ボイド反応度,熱中性子束分布,中性子スペクトル,局所ピーキング係数について調べた。今回の実験結果より次の事が明らかになった。▲1)54本燃料集合体の冷却材ボイド反応度は,集合体中心部に軽水を満たし,100%ボイド時にはその軽水がぬける構造にした場合がより負側になる。▲2)54本燃料集合体中心部の軽水層にGd,Cd等吸収棒を入れた場合,冷却材ボイド反応度は1)の場合より1221%負側になる。このことより,冷却材ボイド反応度をより負側にする新しい構造の燃料集合体を示すことができた。▲3)燃料棒内Dy反応率分布の測定結果より,大型燃料集合体において冷却材ボイド反応度を負側にするメカニズムを説明することができた。▲4)燃料棒内の微細Dy反応率分布の測定結果は,燃料棒内の自己遮蔽効果を考えることによりよく説明することができた。▲5)燃料中の中性子スペクトルを示すスペクトルインデックスの測定は,各種箔について+-3%の精度で求めることができ,計算コードの評価が可能となった。▲6)局所ピーキング係数は,60本燃料集合体が一番悪く,54本燃料集合体が一番良くなっている。また,Gd吸収棒が入った場合は,54本燃料集合体より4%程度大きくなっているだけである。▲

Nuclear characteristics of 54 and 60-pin fuel clusters, such as coolant void reactivity thermal neutron flux distribution, neutron spectra and local peaking factor were investigated by single rod experiments, using DCA. From the present experiment, the following results are summarized. (1)The loss of HO in the central part of 54-pin cluster in the case of the loss of coolant makes the coolant void reactivity shift to the negative side. (2)Furthermore, the insertion of Gd or Cd absorber in the central part of fuel assembly produces large negative coolant void reactivity. (3)The mechanism to produce more negative coolant, void reactivity in 54-pin fuel cluster using the Gd abosorber is comprehended from the dysprosium reaction rate distribution in fuel. (4)Fine distribution of dysprosium reaction rate in fuel makes the self-shielding effects clear in fuel pellet. (5)Spectrum index using various foils becomes to be comparable in detail for neutron spectra in fuel region with calculational code. (6)Local power peaking factor in the case of 54-pin cluster with Gd absorber is larger than that of 54-pin cluster without absorber by 4 %.