低除染燃料中の残留FPの炉心影響評価

Influence of remaining fission products in low-decontaminated fuel on reactor core characteristics

大木 繁夫 

Oki, Shigeo

FBRサイクル実用化戦略調査研究(F/S)では、燃料中に不純物の混入を許容した「低除染燃料」を用いた炉心、燃料、及び燃料サイクルシステムの設計検討を行っている。本報告書は、F/SフェーズIの再処理候補概念について、低除染燃料中に残留する核分裂生成物(FP)による炉心特性への影響評価についてまとめたものである。炉心計算における簡易な残留FPの取扱い方法として、FP等価係数とFP体積割合をパラメータとした代表核種による模擬方法を構築し、効率的に炉心特性影響を評価できるようにした。平成11年度Na-MOXレファレンス炉心の炉心特性への影響を評価した結果、最も影響の大きかった再処理方式は酸化物電解法(RIAR)であり、無限回リサイクルを仮定した場合、燃焼反応度0.5%k/kk'増加、増殖比0.04減少、Naボイド反応度0.110の-2乗k/KK'増加、 ドップラー定数(絶対値) 0.710の-3Tdk/dT減少程度の影響であることを明らかにした。

Design study of core, fuel and related fuel cycle system with low-decontaminated fuel has been performed in the framework of the feasibility study (F/S) on commercialized fast reactor cycle systems. This report summarizes the influence on core characteristics of remaining fission products (FPs) in low-decontaminated fuel related to the reprocessing systems nominated in F/S phase I. For simple treatment of the remaining FPs in core neutronics calculation the representative nuclide method parameterized by the FP equivalent coefficient and the FP volume fraction was developed, which enabled an efficient evaluation procedure. As a result of the investigation on the sodium cooled fast reactor with MOX fuel designed in fiscal year 1999, it was found that the pyrochemical reprocessing with molten salt (the RIAR method) brought the largest influence. Nevertheless, it was still within the allowable range. Assuming an infinitetimes recycling, the alternations in core characteristics were evaluated as follows: increment of burnup reactivity by 0.5% k/kk', decrement of breeding ratio by 0.04, increment of sodium void reactivity by 0.1 10 k/kk' and decrement of doppler constant (in absolute value) by 0.7 10 Tdk/dT.