可搬型深海炉炉心特性計算

Core characteristic calculation on transportable deep sea reactor

大坪 章

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可搬型深海炉の仮想的な炉心浸水事故時に,熱中性子化した状態における未臨界性の確保を確認するため,炉心特性計算を実施した。解析対象の事故条件は,次のように設定いた。まず(1)深海で耐圧殻からの海水漏洩事故が発生し,次に(2)安全棒及び制御棒が挿入されて炉は停止する。その後(3)一次系の境界が何らかの原因で破損し,炉心内に海水が侵入する。炉心としては,プルトニウム富化度50%,ウラン濃縮度20%の酸化物燃料を用いた炉心及び,宇宙炉SP-100と同じウラン濃縮度97%の窒化物燃料を用いた炉心の2種類とした。この他に燃料ピン間のスペーサの有無の影響を検討対象とした。解析計算は主にMCNPコードを用いて行った。計算の結果,炉心内の海水量が多いスペーサの有の場合でも,燃料ピン内に熱中性子吸収特性に優れているレニウムのライナを挿入することで,炉心浸水事故時の未臨界性が確保されることが分かった。必要なレニウムライナ厚さは,酸化物燃料の場合0.15mm,窒化物燃料の場合0.27mmとなった。

Core characteristics calculations were performed on a trasportable deep sea reactor to confirm subcriticality at the state of thermalized neutron flux during a core flooded accident by sea water. The accident conditions were as follows. (1)A sea water leakage accident through a pressure hull occurred at deep sea. (2)The reactor was shut down by insertion of safety and control rods. (3)The primary loop boundary was damaged for some cause and the sea water entered into the core. Two types of fuel core were studied. One is an oxide fuel core using 50% Pu and 50% U of 20% enrichment. The other is a nitride fuel core using U of 97% enrichment like SP-100. The effect of wire spacer was also analysed. The computer program of MCNP was used for the analysis. Calculation results show that the subcriticality is kept by inserting a Re liner into a fuel pin even for the case with the wire spacer, where much volume of sea water exists in the core. The Re has good absorption effect for thermal neutrons. Thickness of the liner was estimated to be 0.15 ㎜ for the oxide fuel and 0.27 ㎜ for the nitride one.