核設計基本データベースの整備(X) -「常陽」MK-II原子数密度の再評価 -

Development of a standard data base for FBR core nuclear design(X); Reevaluation of atomic number density of JOYO Mk-II core

沼田 一幸*; 佐藤 若英*; 石川 真; 有井 祥夫 

Numata, Kazuyuki*; Sato, Wakaei*; not registered; Arii, Yoshio

核設計基本データベース整備の一環として、「常陽」のMk-II炉心について、その初臨界時の炉心組成を再評価した。今回の再評価の特徴は、炉心解析では今まで考慮されていなかった炉心燃料の中のPu-241の崩壊を、燃料製造データに遡って調査することにより厳密に取り扱い、「常陽」Mk-II炉心の初臨界日(昭和57年11月22日)におけるPu-241とAm-241の原子数密度を評価し直した点である。また、従来あまり寸法や形状を厳密に取扱っていなかった制御棒など燃料以外の領域や、今まで評価されていなかった領域(ダミー燃料、中性子源)の原子数密度も併せて評価を行っているため、今後の解析においては実験解析の精度をさらに向上することが期待できる。炉心解析で使用されていた従来の原子数密度と今回の再評価との主要な相違点を以下にまとめる。(1)燃料集合体の炉心部における重核種の原子数密度の変更は、Pu-239やU-235、U-238などの主要な核種については0.20.3%程度であった。しかし、今回の見直しのきっかけとなったPu-241は-12%と大きく減少し、炉心解析で使用されていた従来の評価値は、Pu-241の崩壊を考慮しない製造時のままのデータを基にしていたものと推定される。(2)燃料以外では、制御棒と外側反射体Aの原子数密度が大きく変更になった。

The material composition of JOYO Mk-Il core components in its initial core was reevaluated as a part of the effort for developing a standard data base for FBR core nuclear design. The special feature of the reevaluation is to treat the decay of Pu-241 isotope, so that the atomic number densities of Pu-241 and Am-241 in fuel assemblies can be exactly evaluated on the initial critical date, Nov.22nd, 1982. Further, the atomic number densities of other core components were also evaluated to improve the analytical accuracy. Those include the control rods which were not so strictly evaluated in the past, and the dummy fuels and the neutron sources which were not treated in the analytical model so far. The results of the present reevaluation were as follows: (1)The changes of atomic number densities of the major nuclides such as Pu-239, U-235 and U-238 were about 0.2 to 0.3%. On the other hand, the number density of Pu-241, which was the motivation of the present work, was reduced by 12%. From the fact, the number densities in the past analysis may be based on the isotope measurement of the manufacturing point of time without the decay of Pu-241. (2)As the other core components, the number densities of control rods and outer reflector-type A were largely improved.