核設計基本データの解析

Analysis of a basic core performance for FBR core nuclear design

金子 邦男*

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従来の決定論手法とは全く異なる統計的原理に基づく連続エネルギーモンテカルロ手法を用いてZPPR-13A炉心解析を実施し、JUPITER解析の高度化を計った。この高度化より、従来使用されてきた決定論手法と連続エネルギーモンテカルロ手法の解析結果の比較を実施し、その差違を明らかにした。また、この比較により、連続エネルギーモンテカルロ手法によるJUPITER解析の今後の課題が示された。さらには、近年の高速炉の多様な利用に関する研究の進展に対応して、通常の高速炉スペクトルの範疇を超える体系での炉心解析手法の道具として、最近公開された熱中性子炉の標準コードシステムSRACの最新版を導入整備した。そして、導入したSRACコードを使用して、ZPPR-9炉心のドップラーサンプル実験解析と軽水炉によるMA消滅解析を実施した。ZPPR-9炉心のドップラーサンプル実験解析では、従来システムでは考慮できない断面積の微細構造に由来する効果を検討する事ができ、共鳴相互干渉効果を取り入れた解析手法の整備が完了した。このドップラーサンプル実験解析結果から、超微細群の上限エネルギーを最近の評価済核データファイルでの238U非分離共鳴上限エネルギーである150keVまで拡張し、高速炉解析に摘要できるようにSRACコードを改良する必要がある事が示された。また、軽水炉によるMA消滅解析では、高速炉と軽水炉のMA消滅性能比較を実施し、中性子スペクトルの違いによるMA消滅特性の差違を確認した。一方、本解析で作成したMVP及びSRACコードの入力データを計算機上にファイルとして整理し、データベース化を行った。

An analysis of ZPPR-13A core was carried out usjng continuous energy Monte Carlo Code MVP based on a stochastic treatment that completely differs with a so-called deterministic treatment, aiming at an improvement of JUPITER analysis. By this improvement, differences between deterministic method results and continuous energy Monte Carlo method results were clearly understood. Problems, to be considered for performing JUPITER analysis by continuous energy Monte Carlo method, were made clear by this comparison. In addition, thermal reactor standard code system SRAC, that was recently released for users, was installed in a SUN work station to analyze new reactors of which neutron energy spectrum differs from that of fast reactors. The installation of SRAC is done to provide a new advanced analysis method for research demands related with various utilization of Fast reactors. Using SRAC code, we did an analysis of ZPPR-9 Doppler sample experiment and an analysis of the Minor actinide transmutation in a light water reactor. In the analysis of ZPPR-9 Doppler sample experiment, we could treat the effect of fine resonance structure on Doppler reactivity that was not considered in the previous analysis method. So was completed the preparation of the new analytical technique taking the mutual interference effect of resonance into consideration. From this doppler experiment analysis with the use of improved PEACO routine in the SRAC code, it was realized that if we use an increased upper energy bound of the ultra fine group treatment of PEACO, we will obtain better results for the Doppler reactivity evaluation with the SRAC code. We recommend that the upper energy bound in PEACO routine should be 150 keV because recent U-238 nuclear data evaluation has 150 keV unresolved resonance region upper energy. In the analysis of a Minor actinide transmutation in a light water reactor, we compared the performance of Minor actinide transmutation in a light water reactor with ...