ABLE炉心の再臨界回避の有効性検討

The Investigation on the prevention of recriticality in ABLE core

藤田 朋子; 飛田 吉春

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高速炉は炉心が最大臨界体系にないために、仮想的に大規模な溶融燃料移動があった場合には、炉心体系の実効増倍率が増加して、再臨界に至る可能性がある。格納系に影響を与えるような厳しい再臨界の発生は、従来の炉心崩壊事故解析等の知見から、炉心に大規模な溶融燃料プールが形成された場合に限られることが示されている。 厳しい再臨界の可能性を排除するための方策として、上下軸ブランケット燃料を一部削除したABLE(Axial Blanket Eliminated)集合体が提案されている。本検討では、再臨界回避方策としての有効性を確認するために、溶融燃料の炉心外への排出促進効果をSIMMER-IIIコードにて評価し、以下の結論を得た。 ABLE集合体は、炉心からの燃料排出を促進し、遷移過程初期の厳しい再臨界を回避できる可能性がある。 ABLE炉心の再臨界回避の可否は、燃料エンタルピーレベルへの依存性が大きく、ソリダス点を超えて高エンタルピーであるほど、その有効性は向上する。しかしながら、燃料のエンタルピーレベルが低い状態で推移する低エンタルピーシナリオにおける再臨界回避については、さらなる検討が必要であることが明らかとなった。

A massiv motion of molten fuel and increase of reactivity during a HCDA(Hypothetical Core Disruptive Accident) in a fast reactor may result in a recriticality, since the core configuration of a fast reactor does not produce the maximum reactivity. The analyses of HCDA performed in the past have shown that the severe recriticality, which affected the integrity of a containment, could occur only if a whole-core molten pool was formed in the disrupted core. ABLE(Axial Blanket Eliminated) subassemblies, in which a part of the axial blanket pellet is eliminated, have been proposed as a measure to prevent the occurrence of such a severe recriticality.This study investigates the enhancement of molten fuel dischartge from a reactor core using SIMMER-III code in order to assess the ability to provent the severe recriticality. It is concluded that ABLE subassemblies enhance the fuel discharge from a reactor core and have an capability to prevent the severe recriticality in the early stage of the transition phase. THe capability depends on the fuel enthalpy level in the core region, and rises as the enthalpy becomes higher than the solidus enthalpy. However, it is also shown that the prevention of recriticality in a low enthalpy scenario, in which the average enthalpy level of the fuel in the core is less than solidus energy, needs further investigation.