核設計基本データベースの整備, VIII; JUPITER実験解析結果の集大成

Development of a standard data base for FBR core nuclear design, VIII; Compilation of JUPITER analytical results

石川 眞; 佐藤 若英*; 杉野 和輝; 横山 賢治   ; 沼田 一幸*; 岩井 武彦*

Ishikawa, Makoto; Sato, Wakaei*; Sugino, Kazuteru; Yokoyama, Kenji; Numata, Kazuyuki*; Iwai, Takehiko*

実証炉や実用炉など大型FBR炉心の核特性解析技術を高度化し、その核設計精度を向上させることを目的として、これまでに蓄積された豊富なFBR炉物理研究の成果を集大成するための作業が進められている。本報告書は、この核設計基本データベース整備作業の一環として、大型FBRの炉心臨界実験であるJUPITER実験について、現時点での最新核データライブラリJENDL-3.2及び最新解析手法を用いて一貫した評価を行った結果をまとめたものである。今回の実験解析に当たっては、汎用的なデータベースとしての基本的要件である"Accountability", "Traceability", "Consistency"などの確保を最重要項目とした。具体的手段として、補正計算を含む全ての解析に一貫した評価の考え方及び手法を用いるとともに、今回の解析で整備した膨大な解析入力データ群は全て、データベースとして整備して計算機ファイルの形で保存した。このため、解析結果に疑問があった場合などにはいつでも再現計算が可能であり、また核データや解析手法の改良があった場合には、その検証のためJUPITERデータを容易に用いることができる。今回のJUPITER実験解析で得られた主要な結論を、以下に示す。(1)臨界性のC/E値は、-0.7-0.3%kのわずかな過小評価となった。(2)C28/F49反応率比は、従来評価手法では+4+6%の過大評価であったが、モンテカルロ法によるセルファクターの見直しにより、約2%弱の改善が見られた。(3)制御棒価値及び反応率分布の径方向依存性は、均質炉心ではほぼ解消した。(4)従来言われてきたNaボイド反応度の過大評価は、均質炉心で非常に改善された。本報告書で評価したJUPITER解析データの総計は2,300を越えるものとなり、核設計基本データベースとしての整備をほぼ完了した。今回得られたJUPITER各炉心・核特性の解析結果は、その感度係数や実験・解析誤差データなどとともにセットとして整備され、実証炉用統合炉定数の作成などを通じて、大型高速炉の炉心設計と核設計手法の高度化に反映されると期待される。

A Standard data base for LMFBR core nuclear design has been developed to improve analytical methods and prediction accuracy of nuclear design for large fast breeder cores such as demonstration or commercial FBRs. To develop the data base, extensive work has been prerformed to accumulate and evaluate many kinds of results from fast reactor physics experiments and their analyses. The present report summarizes the analytical results of the JUPITER experiments, using the most recent nuclear data library (JENDEL-3.2) and the lates analytical methods in a consistent manner. In the present work, a great emphasis was placed on guaranteeing the essential requirements for this kind of general data base, that is, "Accountability", "Traceability" and "Consistency". In other words, consistent strategies and analytical methods were applied to all calculations, including detialed corrections; the enormous analytical input data generated were all saved in the form of computer files, so that reanalysis of any experiment could be easily performed for verification or in response to future improvement in nuclear data or analytical methods. The main results of the present JUPITER analysis are as follows: (1) The C/E(calculation/experiment) values of criticality were slightly underestimated by -0.7-0.3%k. (2) The reaction rate ratio of C28/F49 was overestimated by +4+6% with the standard analytical method. However it was found to improve about 2% after the cell factors were revised using the Monte Carlo method. (3) The radial space-dependency of the reaction rate distribution and control rod worth almost disappeared in the homogeneous cores. (4) The previous overestimation of sodium void reactivity was greatly improved in the homogeneous cores.