「常陽」炉心支持板等の中性子照射量評価

Evaluation of neutron fluence on JOYO core structure components

石田 公一; 前田 茂貴   ; 佐井川 拓也*; 枡井 智彦*

Ishida, Koichi; Maeda, Shigetaka; Saikawa, Takuya*; Masui, Tomohiko*

高速実験炉「常陽」においては、原子炉構造材料等の健全性を確認・監視するためのサーベイランス試験を実施しており、原子炉容器材、炉心支持板材等の試験片をサーベイランスリグ内に装荷し、原子炉内で継続照射している。サーベイセンス試験結果の評価においては、材料強度特性に影響を及ぼす中性子照射量が重要なパラメータである。中性子照射量は 2次元輸送計算コードDORTによる遮蔽計算の結果を用いて評価を行っているが、その評価精度、サーベイランス試験条件を確認する目的で、 MK-II炉心第3435サイクルにおいて、ドシメータ、グラジェントモニタを充填したサーベイランス試験条件評価集合体(SVIR)を「常陽」の炉内に装荷し、照射した。照射後取出したSVIRドシメータ、グラジェントモニタの評価結果とそれに基づく原子炉構造材サーベイランス試験照射条件及び実機位置の中性子照射量の評価を行い、以下の知見が得られた。1)サーベイランス試験片各装荷位置の中性子照射量を明らかにした。もっとも照射量が大きい反射体位置(第9,10列)の中性子照射量は、現時点で2.7X10の22乗n/c㎡(E0.1MeV) である。2)原子炉構造材サーベイランス試験片装荷装置が、実機位置より加速照射条件となる環境であることを確認した。3)原子炉容器及び「常陽」寿命時の中性子照射量を求めた。・原子炉容器の中性子照射量は、現時点:3.12X10の19乗n/c㎡(E0.1MeV) 、「常陽」寿命時:4.83X10の19乗n/c㎡(E0.1MeV)である。・炉心支持板の中性子照射量は現時点:9.38X10の20乗n/c㎡(E0.1MeV) 、「常陽」寿命時:2.31X10の21乗n/c㎡(E0.1MeV)である。

It is essential to evaluate the radiation damage of core structure materials used for core support plate and reactor vessel to maintain the safe operation of nuclear reactor plant. Therefore, surveillance tests for the irradiated specimen have been conducted in the experimental fast reactor JOYO to assure the integrity and to evaluate the life time. Neutron fluence and related spectral information are key palameters in evaluation of irradiation effects on the mechanical properties. They are usually predicted based on the calculation using the DORT two-dimensional transport code. In order to evaluate the calculation accuracy, the surveillance irradiation rigs (SVIRs) with dosimeter sets and gradient-monitor to monitor neutron fluences and temperatures were loaded several positions of the JOYO MK-II core. They were irradiated between 34 and 35 cycle. Based on the verification, the JOYO neutron field was precisely characterized and the calculated neutron flux at the positions of irradiated specimen and those of the core structure components need to be evaluated were corrected based on the experiments. As a result of this study, the following items are concluded: (1)The maximum fast neutron fluence (E 0.1Mev) on surveillance test specimen is determined as 2.0710n/cm at 9th row of the core. (2)The neutron fluences at the positions of surveillance test specimen were higher than those of the core structure components. (3)For the core support plate which seems to be most critical for JOYO life time, the fast neutron fluence at present is 9.3810n/cm and will reach 2.3110 n/cm at the end of life. The fast neutron fluence of reactor vessel is 3.1210n/cm at present and will reach 4.8310n/cm at the end of life.