Full core burn-up calculation at JRR-3 with MVP-BURN

MVP-BURNを用いたJRR-3全炉心燃焼計算

米田 政夫   ; 山本 和喜 ; 楠 剛 

Komeda, Masao; Yamamoto, Kazuyoshi; Kusunoki, Tsuyoshi

近年、MVP-BURNに代表されるモンテカルロ法を用いた燃焼計算コードの普及が進んでいるが、計算能力の問題から、全炉心モデルに対するモンテカルロ法を用いた燃焼計算はほとんど行われてこなかった。そこで本研究では、研究炉JRR-3に対してMVP-BURNを用いた全炉心燃焼計算を行い、炉心特性を評価した。燃焼計算では、燃焼領域の設定によって計算結果に差異が生じる。本研究では、特に可燃性毒物であるカドミウムワイヤーの径方向の燃焼領域設定、及び燃料の高さ方向の燃焼領域設定に着目した。解析の結果、カドミウムワイヤーの径方向の燃料領域分割を行わない場合、40日目(10GWd/t)まではkを過大評価し、4080日目では過小評価となった。高さ方向の燃焼領域の分割を行わない場合、80日目(20GWd/t)までは分割を行ったモデルとkの値は比較的よく一致したが、それ以降は分割を行わないモデルではkを過大評価となった。また、初期炉心に対する実際の運転データと計算結果を比較した結果、16日目(4GWd/t)におけるkの誤差kは1%以内に納まった。

Research reactors use a burnable poison to suppress an excess reactivity in the beginning of reactor lifetime. The JRR-3 (Japan Research Reactor No.3) has used cadmium wires of radius 0.02cm as a burnable poison. This report describes burn-up calculations of plate fuel models and full core models with MVP-BURN, which is a burn-up calculation code using Monte Carlo method and has been developed in JAEA (Japan Atomic Energy Agency). As the results of calculations of plate models, between a model composed of one burn-up region along the radius direction and a model composed of a few burn-up regions along the radius direction, the effective absorption cross section of Cd has had different tendency on reaching approximate 40th day (10000 MWd/t). And as results of calculations of full core model, it has been indicated that k is almost same till approximate 80th day (22000 MWd/t) between a model composed of one burn-up region along the vertical direction and a model composed of a few burn-up regions along the vertical direction. However difference of Cd burn-up becomes pronounced and each k makes a difference after 80th day.