Improvement effect of neutronics design accuracy by conducting MA-loaded critical experiments in J-PARC

J-PARCにおけるMA装荷臨界実験による核設計精度向上の効果

菅原 隆徳  ; 佐々 敏信   ; 大井川 宏之 

Sugawara, Takanori; Sasa, Toshinobu; Oigawa, Hiroyuki

MA装荷臨界実験による核変換システムの核設計精度向上の効果を評価するため、炉定数調整法を用いた誤差解析を行った。J-PARCの核変換物理実験施設(TEF-P)においてMA装荷臨界実験をすることで、核変換システムの核設計における核データに起因する誤差が減少できることを定量的に示した。臨界性については、MA装荷高速炉と加速器駆動未臨界システム(ADS)に関する核データに起因する誤差は、それぞれ0.49%と1.03%から0.35%と0.80%に減少した。また、MA燃料ピンの反応度価値測定実験により核データに起因する誤差を減少させるためには、k/kオーダーの実験精度が必要であることを示した。この実験誤差は、従来から用いられているサンプルオシレーション法を適用することで達成することが可能である。

Error analyses were conducted to estimate the benefit of the MA-loaded critical experiments in J-PARC on the error reduction in neutronics design of transmutation systems. By using the cross-section adjustment procedure, it was quantitatively confirmed that hypothetical MA-loaded critical experiments at TEF-P (Transmutation Physics Experimental Facility) in J-PARC would reduce the errors caused by the nuclear data for transmutation systems. For the criticality, the errors for the MA-loaded Fast Reactor (FR) and the Accelerator Driven System (ADS) were could be reduced from 0.49% and 1.03% to 0.35% and 0.80%, respectively. It was also confirmed that small experimental errors of the order of k/k are necessary for the measurement of MA fuel pin reactivity worth to improve the error caused by MA nuclear data. This experimental error level can be achieved by adopting the sample oscillation technique.