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「常陽」使用済燃料の崩壊熱の測定評価; 短期間冷却燃料の崩壊熱

Measurement and evaluation of decay heat on the "JOYO" spent fuel; Decay heat of short term cooled spent fuel

鳥丸 忠彦; 吉田 昌宏 ; 長崎 英明*; 鈴木 惣十

Torimaru, Tadahiko; Yoshida, Akihiro; Nagasaki, Hideaki*; Suzuki, Soju

「常陽」では使用済燃料集合体の崩壊熱をオンサイトで非破壊のまま測定できる装置を開発し、これを用いて「常陽」MK-II燃料集合体の崩壊熱の実測データを蓄積してきた。これまでは、原子炉容器内の炉内貯蔵ラックで約70日以上冷却した燃料集合体のデータを取得してきたが、今回、データの拡充の観点から、炉内貯蔵ラックで冷却せずに取り出した燃料集合体を用いて冷却期間の短い崩壊熱データを取得した。本研究では、燃焼度が約60GWd/t(集合体平均)の2体のMK-II燃料集合体について、冷却期間が最短で24日の崩壊熱を測定し、ライブラリをJENDL-3.2ベースの高速炉用ライブラリに入れ替えたORIGEN2コードによる計算値との比較を行った。得られた主な結果は以下のとおりである。(1)原子炉停止から24日後の崩壊熱は、約1.25$$pm$$0.03kWであった。(2)ORIGEN2コードによる崩壊熱計算値と測定値の比(C/E)は約0.9であり、C/Eには冷却期間依存性が見られた。(3)照射開始時に1%程度含まれる$$^{239}$$Pu, $$^{241}$$Amの崩壊熱への寄与分は、冷却期間24$$sim$$160日で7$$sim$$19%に達することがわかった。

Decay heat measurement system for the JOYO spent fuels was developed to obtain the decay heat data of the fuel assemblies as a non-destructive examination method. Since then, decay heat of the JOYO Mk-II fuels, which were cooled for more than 70 days, was measured in the spent fuel storage pond. The measurement of the short term cooled spent fuels, which were discharged without cooling in the reactor vessel, was performed in order to obtain the higher decay heat of the spent fuels. The burn-up of the measured fuels was about 60GWd/t, and the shortest cooling time was 24 days. The experimental data were compared with calculated values of ORIGEN2 using new libraries based on latest nuclear data library "JENDL-3.2". The main results are as follows; (1) The measured decay heat at 24 days after the reactor shut down was approximately 1.25$$pm$$0.3 kW. (2) The ratio between calculated and experimental values, C/E, was approximately 0.9 and indicated a cool down time dependence. (3) The heat generated by $$^{238}$$Pu and $$^{241}$$Am, which amount to 1% of initial composition of fresh fuel, reached 7 - 19% of decay heat at 24-160 days after the reactor shut down.

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