Prediction accuracy improvement of neutronic characteristics of a breeding light water reactor core by extended bias factor methods with use of FCA-XXII-1 critical experiments

FCA-XXII-1炉心臨界実験を活用した拡張バイアス因子法による水冷却増殖炉心の核特性予測精度の向上

久語 輝彦 ; 安藤 真樹  ; 小嶋 健介; 福島 昌宏   ; 森 貴正; 中野 佳洋 ; 岡嶋 成晃  ; 北田 孝典*; 竹田 敏一*

Kugo, Teruhiko; Ando, Masaki; Kojima, Kensuke; Fukushima, Masahiro; Mori, Takamasa; Nakano, Yoshihiro; Okajima, Shigeaki; Kitada, Takanori*; Takeda, Toshikazu*

拡張バイアス因子法(PE法及びLC法)の有効性をFCA-XXII-1臨界実験を用いて水冷却増殖炉心に適用することにより調査した。拡張バイアス因子法の特徴が数値的に以下の通り確認できた。活用できる実験をすべて活用すれば最も設計予測値の持つ誤差を低減できる。PE法はどのような実験の組合せを用いても設計計算値の持つ誤差を低減することができる。PE法がLC法に比べて設計予測精度が向上する。また、本研究の結果、以下のことがわかった。実機炉心のU捕獲率対Pu核分裂率比(C28/F49)に対して、LC法では予測精度の向上は見られないが、PE法では、実効増倍率(K)に関する実験結果がC28/F49に関する実験結果より効果的で予測精度が向上する。実機炉心の冷却材ボイド反応度に対して、単一実験結果を使用する場合はPE法ではボイド反応度に関する実験結果がKに関する実験結果より効果的で予測精度は向上するが、複数の実験結果を使用する場合は、両手法ともKに関する実験結果の組合せがボイド反応度に関する実験結果の組合せより効果的で、PE法による単一実験結果を使用したときよりも予測精度が向上する。これらから、実機核特性(K, C28/F49及びボイド反応度)に対して、Kに関する実験結果がそのほかの実験結果よりも効果的であると結論できる。これらの結果から、PE法は複数のベンチマーク実験結果を用いることによりモックアップ実験の補完する有望な手段であると結論できる。

The effectiveness of the extended bias factor methods, the LC and PE methods, is numerically investigated by applying them to a breeding light water reactor core as a target core with use of FCA-XXII-1 critical experiments. The present study numerically verifies the features of the extended bias factor methods. Both the methods can improve the prediction accuracy the most by using all the experiments. The PE method always improves the prediction accuracy with any combination of experiments. The PE method is always superior to the LC method for improvement of the prediction accuracy. From the present study, the followings are found. The experiments on multiplication factor are more applicable to a reaction rate ratio of U capture to Pu fission (C28/F49) of the target core than the experiments on C28/F49. Combinations of the experiments on multiplication factor is more effective to a void reactivity of the target core than those of the experiments on void reactivity though those on void reactivity are superior to those on multiplication factors in the case of using a single experiment. From these results, we conclude that the experiments on multiplication factor are more effective than the other experiments for all the neutronic characteristics of the target core. From these results, it is concluded that the PE method is promising to complement full mockup experiments for various future nuclear systems by using a number of existing and future benchmark experiments.