JFS-3-J3.2の重み関数訂正による核特性への影響評価

Evaluation of an effect on nuclear characteristics by correcting the weighting function in JFS-3-J3.2

千葉 豪; 沼田 一幸*

Chiba, Go; Numata, Kazuyuki*

最新の評価済み核データライブラリJENDL-3.2に基づく高速炉用炉定数セットJFS-3-J3.2の作成時の重み関数には、代表的に高速炉のスペクトルとして 「もんじゅ」の内側炉心の衝突密度スペクトルが用いられている。ところが、JFS-3-J3.2の作成プロセスにおいて、その重み関数の設定に誤りがあったことが判明した。そこで、核燃料サイクル開発機構に導入された汎用炉定数作成システムを用いて重み関数を正しく設定し直し、JENDL-3.2に基づく炉定数を作成し、重み関数の定数が核特性に及ぼす影響を定量的に評価した。本評価の対象とした臨界実験体系はJUPITER実験におけるZPPR炉心、及び原研FCA炉心であり、核特性は臨界性、サンプルドップラー反応度、Naボイド反応度、制御棒価値、反応率分布、反応率比である。評価の結果、JFS-3-J3.2における重み関数の誤りは散乱除去断面積の過小評価につながるため、中性子スペクトルの硬化を招き、種々の核特性に影響を与えることを確認した。また、重み関数の訂正による影響が比較的大きい核特性として、臨界性、サンプルドップラー反応度、Naボイド反応度、ブランケット領域における反応率があげられる。なお、次世代炉定数を用いた解析の報告(杉野、「次世代炉定数システムを用いたJUPITER実験解析」、JNC TN9400 2001-091)における「次世代炉定数効果」を、重み関数の訂正による効果、使用する格子計算コードの違いによる効果及び超微細群計算による効果に分離し、「次世代炉定数効果」に関する検証を行うための詳細な情報を提示した。

The fast reactor group constant set JFS-3-J3.2 based on the newest evaluated nuclear data library JENDL-3.2 has been widely used in the fast reactor analysis. However, it was recently found that there was a serious error in the process of applying the weighting function, a collision density spectrum in the inner core of "MONJU" as a representative of fast reactor spectrum. In this report, an effect of the error on nuclear characteristics was evaluated by a comparison with a new reactor group constant set which was produced by a standard reactor group constant set producing system of JNC with a correction of the weighting function. This report shows that the error of weighting function induces incorrect evaluation of neutron energy spectrum due to underestimation of scattering removal cross sections, and hence nuclear characteristics, such as criticality, sample Doppler reactivity, sodium void reactivity and reaction rate in a blanket region, are significantly affected. In addition, this report provides detailed information evaluated by separating "an effect of new generation reactor group constant" into more specific effects (i.e.an effect of correcting weighting function, an effect of differences in used cell codes and an effect of ultra fine group constant), which would be useful to investigate further on "an effect of new genaration reactor group constant".