次世代炉定数の整備

Preparation of next generation set of group cross sections; A Task report to the Japan Nuclear Cycle Development Institute)

金子 邦男*

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本年度は汎用超微細群スペクトル計算モジュールPEACOを高速炉セル計算コードSLAROMに組み込んだ。この改良SLAROMコードを使用する決定論手法と確率論的手法である連続エネルギーモンテカルロコードMVPにより、2次元RZ均質モデルを用いて径方向非均質炉心であるZPPR-13Aの反応率分布計算を実施した。両者の計算結果を比較検討する事によりPEACOモジュールが高精度の共鳴実効断面積機能を有すること、決定論手法とMVPコードの反応率分布計算結果を1%以内で一致させるには、鉄等の構造材核種と酸素の断面積変化を反映する高エネルギー領域を細かくした群構造を持つライブラリーを使用する必要がある事が明らかになった。また、次世代炉定数作成のため、NJOY97.V107コードを導入し、NJOY97.V107コードの前処理コードと後処理コードを作成して汎用炉定数作成システムを構築した。そして、この汎用炉定数作成システムを使用し、JENDL-3.2評価済核データを用い、70群の新JFS3ライブラリーを作成した。更に、この汎用炉定数作成システムの検証を行うため、新JFS3ライブラリーを使用し2次元RZ均質モデルによるZPPR-9炉心の核特性解析とZPPR-9炉心の非均質セル計算を決定論手法で実施した。同時に、MVPコードによる解析も実施した。両者の計算結果の比較から、PEACOモジュールによる共鳴断面積を用いる決定論手法は、ZPPR-9炉心の反応率分布およびNaボイド反応度計算精度を向上させることが明らかになった。そして、本研究で作成した新JFS3ライブラリーは、従来使用されてきたJFS3-J3.2ライブラリーと同程度の核特性計算性能を持つことが確認された。

The SLAROM code, performing fast reactor cell calculation based on a deterministic methodology, has been revised by adding the universal module PEACO of generating Ultra-fine group neutron spectra. The revised SLAROM, then, was utilized for evaluating reaction rate distributions in ZPPR-13A simulated by a 2-dim RZ homogeneous model, although actually ZPPR-13A composed of radial heterogereous cells. The reaction rate distributions of ZPPR-13A were also calculated by the code MVP, that is a continuous energy Monte Carlo calculation code based on a probabilistic methodology. By coparing both results, it was concluded that the module PEACO has excellent capability for evaluating highly accurate effective cross sections. Also it was proved that the use of a new fine group cross section library set (next generation set), reflecting behavior of cross sections of structural materials, such as Fe and O, in the fast neutron energy region, is indispensable for attaining a better agreement within 1% between both calculation methods. Also, for production of a next generation set of group cross sections, the code NJOY97.V107 was added to the group cross section production system and both front and end processing parts were prepared. This system was utilized to produce the new 70 group JFS-3 library using the evaluated nuclear data library JENDL-3.2. Furthermore, to confirm the capability of this new group cross section production system, the above new JFS-3 library was applied to core performance analysis of ZPPR-9 core with a 2-dim RZ homogeneous model and analysis of heterogeneous cells of ZPPR-9 core by using the deterministic method. Also the analysis using the code MVP was performed. Bycoaparison of both results the following conclusion has been derived; the deterministic method, with the PEACO module for resonance cross sections, contributes to improve accuracy of predicting reaction rate distributions and Na void reactivity in fast reactor cores. And it ...