統合炉定数ADJ2000の使用に係る炉定数効果の評価

Evaluation of nuclear constant effects relating to application of unified cross-section set ADJ2000

庄野 彰; 千葉 豪; 沼田 一幸*

not registered; Chiba, Go; Numata, Kazuyuki*

平成13年度の高速増殖炉サイクル実用化戦略調査研究(以下、「実用化戦略調査研究」と記す)の炉心核特性の検討においては、JENDL-3.2ベースの高速炉用70群炉定数JFS-3-J3.2を種々の臨界実験解析結果によって調整した統合炉定数ADJ2000(70群構造、2001年6月に公開)が使用された。ADJ2000を使用して得られる核特性計算値には、JFS-3-J3.2作成時に使用された重み関数(中性子スペクトル)が検討対象炉心の真の値と異なることによる影響(以下、「炉定数効果」と記す)が含まれているので、より確度の高い設計検討を行うためには炉心概念や核特性によって異なる炉定数効果を考慮する必要がある。本報告書には、実用化戦略調査研究で検討されている下記8種類の高速炉炉心概念について炉定数効果を評価した結果を示す。評価対象とした核特性は、臨界性、燃焼欠損反応度、冷却材ボイド反応度(ガス冷却炉の場合は冷却材減圧反応度)、ドップラー反応度、増殖比である。[炉定数効果を評価した炉心概念](1)ナトリウム冷却酸化物燃料炉心(大型及び中型)、(2)ナトリウム冷却金属燃料炉心(中型)、(3)鉛ビスマス冷却窒化物燃料炉心(中型)、(4)炭酸ガス冷却酸化物燃料炉心(大型)、(5)ヘリウム冷却被覆粒子型燃料炉心(大型)、(6)ヘリウム冷却密封ピン型燃料炉心(大型、2種類)

The unfied cross-section set ADJ2000, which was produced by adjusting 70-energy-grouped JFS-3-J3.2 (JENDL-3.2-based group constant set) using its analysis accuracy on various critical experiments, had been used in JFY2001 for core design studies in the feasibility study on commercialized fast reactor cycle systems. The ADJ2000 was published in June 2001, having 70 energy group structure as well. Calculated values from ADJ2000 would contain errors ("nuclear constant effects") which come from differences of weighting functions (neutron spectra) between that used for processing JFS-3-J3.2 and that of studied cores. In order to obtain more reliable results, the nuclear constant effects have to be corrected. Accordingly. nuclear constant effects on various fast reactor core concepts relating to application of unified cross-section set ADJ2000 have been evaluated for several nuclear parameters including criticality burnup reactivity loss, coolant void reactivity (depressurization reactivity in the case of gas-cooled reactor cores), Doppler reactivity and breeding ratio. Studied cores are listed below. (1)Sodium-cooled MOX-fuelled cores (large-size and middle-size) (2)Sodium-cooled metal-fuelled core (middle-size) (3)Lead-bismuth-cooled nitride-fuelled core (middle-size) (4)Carbon-dioxide-cooled MOX-fuelled core (large-size) (5)Helium-cooled coated-particle-fuelled core (large-size) (6)Helium-cooled enclosed-pin-fuelled core (large-size, 2 designs)