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ファインマン-$$alpha$$法による実効増倍率測定(4) - FBR燃料試験体体系 -

Effective multiplication factor measurement by Feynman-$alpha method(4); Measurement of FBR type fuels

毛利 智聡; 羽様 平 

Mori, Tomoaki; Hazama, Taira

臨界工学試験室では核燃料施設の臨界安全管理に有効な未臨界度モニターの開発を進めている。これまで、重水臨界実験装置(DCA)の未臨界度測定実験炉心を測定対象として、ファインマン-$$alpha$$法を用いて、ATRのウラン燃料および低富化度MOX燃料を装荷した軽水減速体系での未臨界度測定実験を実施してきた。本報告では、高富化度のMOX燃料(「常陽」MK-I燃料)を装荷した軽水減速体系での未臨界度測定実験を実施した結果について述べる。今回の測定では、実効増倍率を0.64$$sim$$0.82の範囲に設定して未臨界度を示す$$alpha$$値を検出し測定精度と測定時間を評価した。測定の結果、$$alpha$$値の検出が可能であること及び実効増倍率の0.08程度の差を検知できることが確認できた。連続エネルギーモンテカルロ法計算コードMCNP4Aを用いて、ファインマン-$$alpha$$法による測定の模擬計算を実施し測定結果と比較した。$$alpha$$値の計算値と測定値の差は5%以下となり、MCNP4Aコードによってファインマン-$$alpha$$法による測定を十分な精度で模擬できることが確認できた。また、中性子束が時間的に変動する体系にファインマン-$$alpha$$法による測定を適用し、その追従性を評価した。測定の結果、中性子束の変動が緩やかな体系においては、$$alpha$$値の評価が可能であることが確認できた。一方・中性子束の変動が急激な体系においては、階差フィルターによるデータ処理方法を適用することによって$$alpha$$値を評価できることが確認できた。

The sub-criticality monitoring system has been developed for criticality safety management of nuclear fuel handling facilities. Low enriched MOX or uranium fuels have been used for sub-criticality measurements in the Deuterium Critical Assembly (DCA). This report describes the results of sub-criticality measurements for the core loaded with high enriched MOX fuels (JOYO MK-I fuels). The results of measurements showed that the prompt decay constant($$alpha$$), which was an index of the sub-criticality, was detected between Keff=0.64 and Keff=0.82 and the difference of about 0.08$$Delta$$Keff could be detected. A simulation of sub-criticality measurements was performed with the Monte Calro code MCNP4A and the results were compared with measured values. The differences of $$alpha$$ values between calculations and measurements were less than 5%. It was confirmed that the sub-criticality measurements by Feynman-$$alpha$$ method could be simulated by MCNP4A code with enough accuracy. Feynman-$$alpha$$ method was applied to the DCA system as the neutron flux level was changed with time. It was confirmed that the common procedure of data processing had an enough ability to detect $$alpha$$ values for slow changes of neutron flux. On the other hand, the application of the differential filter was effective for fast changes of neutron flux.

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