高速実験炉「常陽」性能試験解析報告書; 炉心核特性の解析(その1)

Analysis of the start-up test of experimental fast reactor "JOYO"; The analysis of core nuclear characteristics (part-1)

川島 正俊*; 石川 真*; 西山 征夫*; 山下 芳興*

Kawashima, Masatoshi*; not registered; not registered; not registered

本報告書は高速実験炉「常陽」の炉心核特性に関する性能試験の解析結果を述べる。ここでの解析対象は低出力試験(1977年4月11月)で行なわれた次の項目である。1)最小臨界量評価,制御棒較正,3)NaVoid反応度,4)燃料置換反応度,5)出力分布試験である。解析はJAERI一FAST―270群セット(JFS―2)を用いた。また三次元Hex―Zモデルを随所で用い,その適用性を調べることも一つの目的であった。今回の解析から得られた主な結果は次の通りである。1)最小臨界体系のKeffに関するC/E値は1.0044を得た。2)制御棒価値(1本の価値)のC/E値は0.971.03を得た。三次元Hex―Z拡散計算ではメッシュサイズ効果補正が大きな因子であるが,干渉効果解析を含め有効な計算法であることが確認された。3)単チャンネルNavoid係数解析にっいては均質モデルを用いたが炉心部でC/E=0.81.0,ブランケット第1列でC/E=1.3とよい一致が得られた。4)燃料置換反応度の解析では,炉心周辺の炉心―ブランケット燃料置換については,C/E=0.951.05であった。燃料―Na置換反応度は,炉中心で炉心燃料―Naに対してC/E=1.31.5を得た。これらの差はNaチャンネルからの中性子の"もれ"の扱いを改良することによって小さくなると期待される。5)反応率分布は3次元Hex―Zモデルで行なった。中心スペクトルインデックスで,F49/F25,F28/F25のC/E値は,0.99,0.95とよい一致を示した。解析対象の反応は,U235(n,f),U238(n,f),(n,),Pu239(n,f),Th232(n,f),(n,),Au197(n,r),Ni58(n,p),Cu63(n,)である。挿入された制御棒による歪もHex一Zモデルで表わせることが確認された。等温係数,出力係数,燃焼係数解析は,part2として別途報告する。

This report describes the analysis of core nuclear characteristics of "Joyo" which were measured at the start up test. This report includes the following analyses; (1)Minimum Critical (2)Control Rod Worth (3)Sodium Void Reactivity (4)Fuel Subassembly Worth (5)Reaction Rate Distributions. The calculations were done by using JAERI-FAST-2 set (70 group). One of the purposes of this analysis was to confirm the validity of the 3-D Hex-Z model with diffusion theory. Followings are main results; (1)C/E value for K was 1.0044 in the minimum critical core. (2)C/E values of control rods worth were 0.971.03. (3)The analysis of sodium void effect for single channel showed that the C/E values were 0.81.0 in the core region and 1.3 at the blanket-core boundary with homogeneous model. The diffusion calculations with JFS-2 set showed good agreement between measured and calculated data. (4)The calculated substitution reactivity worth between core S/A and blanket S/A at the core periphery agreed well with the measured ones (C/E = 0.951.05). The calculated substitution worth between Na channel and various S/A's generally overestimated the measured ones. (core fuel Na at the center C/E = 1.1 1.2, blanket fuel Na at 5F1 C/E - 1.31.5) (5)The analyses of the reaction rate traverses were done by the 3-D Hex-Z model with 8 group diffusion theory. C/E values of the central spectral indices for F/F, F/F were 0.99 and 0.95 respectively. It was confirmed that 3D Hex-Z model was very useful to calculate whole core power distributions including the flux-tilt by the control rod insertion.