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「常陽」MK-II炉心の燃焼反応度測定・評価

Burn-up reactivity measurements of the Joyo MK-II core

吉田 昌宏; 長沖 吉弘

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「常陽」では、これまで、出力運転中の過剰反応度変化から燃焼係数(積算出力あたりの燃焼欠損反応度)を求め、解析結果との比較によりその予測精度を評価してきた。しかし、燃焼欠損反応度と核データあるいは中性子束計算精度との関係を詳細に評価するためには、上記方法で得られる炉心全体の特性ではなく、燃料集合体個々の燃焼反応度価値を測定・解析し、その予測精度と集合体の燃焼度や装荷位置の関係を明らかにする必要がある。このため、MK-II炉心を用いて燃焼反応度価値詳細測定試験を行い、個々の集合体の燃焼に伴う反応度の低下を測定した。試験では、燃焼度の異なる燃料集合体の置換反応度を測定することにより、集合体1体毎の燃焼反応度価値を評価した。燃料置換は燃焼初期(集合体平均燃焼度約1GWd/t)と寿命中期(約37GWd/t)及び燃焼初期と寿命末期(約62GWd/t)の2パターントし、測定位置は炉中心(第0列)、燃料領域中間(第2列)及び燃料/反射体境界(第4列)の3箇所とした。本試験により、集合体単位の燃焼反応度価値の燃焼度及び測定位置依存性を明らかにするとともに、運転監視コードシステム(MAGI)による計算結果との比較を行い、炉心管理上の燃焼係数予測精度を詳細に把握した。主な結果を以下に示す。(1)第0列の燃焼反応度測定結果は、燃焼初期から寿命中期までの燃焼で-0.19(%$$Delta$$k/kk')、燃焼末期までの燃焼で-0.28(%$$Delta$$k/kk')であった。(2) 燃焼反応度価値の径方向分布は、2つの燃焼パターンでほぼ一致し、第0列で規格化した時、第2列は0.67、第4列は0.28となった。(3)第0列と第2列の燃焼反応度価値の(MAGI)によるC/E値は良く一致し、燃焼初期から寿命中期までの燃焼で1.03$$sim$$1.05、燃焼末期までの燃焼で0.94$$sim$$0.95であった。また、反射体と隣接する第4列のC/E値は他2箇所と比較して5$$sim$$7%高くなる傾向が見られた。 C/E値の燃焼度依存性に関しては、現在、測定に用いた燃料集合体のPIEを実施中であり、その結果に基づき詳細な評価を行う予定である。

The core averaged burn-up reactivity has been measured and calculated for the Joyo MK-II core. In order to evaluate the relationship between the calculational error of burn-up reactivity and the nuclear data or calculated neutron flux, the burn-up reactivity for an individual fuel subassembly(S/A) must be measured. So the burn-up reactivity measurement test was conducted on the MK-II core. The burn-up reactivity for a driver fuel S/A was measured as a substitution reactivity worth between two S/As at different burn-ups. In the test a fuel S/A with a burn-up of 1 GWd/t was substituted by two S/As with 37 and 62 GWd/t, respectively. The substitutions were carried out at the core center(row 0), middle of the fuel region(row 2)and the border region of the fuel and reflector(row 4). The calculated burn-up reactivity worth performed by the core management code system "MAGI" was compared with the measured value. The results obtained were as follows: (1)Measured substitution reactivity worth(at row 0) between 1 and 37 GWd/t fuel S/A was -0.19%$$Delta$$k/kk' and that between 1 and 62 GWd/t was -0.28%$$delta$$k/kk'. (2)Relative distribution of the reactivity worth between 1 and 37 GWd/t agreed with that between 1 and 62 GWd/t. The relative value normalized at core center was 0.67 for the row 2 and 0.28 for the row 4. (3)The C/E value was 1.03$$sim$$1.05 for the substitution between 1 and 37 GWd/t and 0.94$$sim$$0.95 between 1 and 62 GWd/t at the row 0 and 2. It was clear that the C/E values at the row 4 are higher than those at the row 0 and 2 by 5$$sim$$7%. An analysis of the burn-up dependency on the C/E value of the burn-up reactivity worth is being performed in detail. Presents, the PIE of the fuel S/A used for the measurement is under way.

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