DCAにおける未臨界度測定技術の開発

Development of Subcriticality measurement technique in deuterium critical assembly

羽様 平 ; 毛利 智聡; 大谷 暢夫; 相原 永史; 八木 昭; 吉田 守; 有賀 正訓*

Hazama, Taira; Mori, Tomoaki; not registered; Aihara, Nagafumi; not registered; Yoshida, Mamoru; not registered

核燃料取扱施設の晦界安全管理技術の高度化及び設計の合理化に資するため、重水臨界実験装置(DCA)を使用して未臨界度モニターのための未臨界度測定技術の開発を実施した。本開発では、臨界安全管理上の制限が最も厳しいとされる高速炉再処理施設への未臨界度測定技術の適用を想定し、予想される困難な状況下でも利用可能な測定技術として炉雑音測定に基づく2種類の手法(ミハルゾ法及びファインマン-法)を選定し、測定性能の把握と性能の改良による適用性の向上に取り組んだ。DCAは新型転換炉の開発のために使用されてきた臨界実験装置であるが、高速炉再処理施設への模擬性が高い体系で未臨界度測定技術の開発を実施するため、炉心中央部に未臨界の試験体領域を設け、減速材に軽水を、燃料に高速炉燃料を使用できるように炉心を改造した。開発した2種類の未臨界度測定手法は、いずれも応答時間10分以内で実効増倍率O.4まで測定可能であり、体系の変動や高中性子バックグラウンドに対する適用性にも優れている。さらに複雑な幾何形状に対しても未臨界度を評価することが可能であり、高速炉再処理施設だけでなく燃料加工施設等へも適用可能な測定技術である。また、両測定手法は測定システムの大部分を共有するが、その特徴は大きく異なっており、多面的な評価による信頼性の高い測定システムを合理的に構築できる。本報告書は、DCAにおける未臨界度測定技術開発の経緯と成果についてまとめたものである。

A Subcriticality measurement technique was developed to improve safety and efficiency of criticality safety control in nuclear fuel processing facilities. In the development, two measurement techniques based on reactor noise analysis were selected as candidates of subcriticality measurement technique applicable to severe situations in FBR fuel reprocessing plants. The research activity was performed in Deuterium Critical Assembly (DCA) which was partly reconstructed from the original core of the advanced thermal reactor, so that light water and FBR type fuel could be used as in the FBR fuel reprocessing plants. Through the research, each technique was improved to satisfy criteria for subcriticality monitoring technique in FBR fuel reprocessing plant. Since the two techniques have basically different features while using common devices,thier combination would be a simple and reliable measurement system. This report summarizes processes and results of the research activity in DCA.