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Evaluation and use of the prompt fission neutron spectrum and spectra covariance matrices in criticality and shielding

核分裂スペクトルとその共分散行列の評価と臨界及び遮蔽解析におけるそれらの使用

Kodeli, I.*; Trkov, A.*; Capote, R.*; 長家 康展; Maslov, V.*

Kodeli, I.*; Trkov, A.*; Capote, R.*; Nagaya, Yasunobu; Maslov, V.*

$$^{235}$$U, $$^{238}$$U, $$^{239}$$Puの核分裂スペクトル共分散行列を、2つの経験的なスペクトル式(WattとKornilovスペクトル)に対し、モンテカルロ法を用いて評価した。また、JENDL-3.3のような既存の評価と比較した。評価した核分裂スペクトルを、遮蔽計算(VENUS-3ベンチマーク,圧力容器ドジメトリ),高速炉と熱炉体系(SNEAK, KRITZ)臨界計算に適用し、その共分散行列と対応した感度プロファイルの検証手法とともに、妥当性を評価した。Kornilovモデルに対する新しいパラメータセットはベンチマークパフォーマンスを向上するとともに、最近測定された微分スペクトルへの適合性を改善することがわかった。また、実効増倍率と検出器応答に対して核分裂スペクトルに起因する不確定性を計算する際、核分裂スペクトル共分散行列の適切な規格化を保証するために、規格化した感度係数を用いることがよいことがわかった。

The prompt fission neutron spectra covariance matrices of $$^{235}$$U, $$^{238}$$U and $$^{239}$$Pu were evaluated using the Monte Carlo method for two empirical spectra formulations, Watt and Kornilov, and compared to the existing evaluations such as JENDL-3.3. The fission spectra, together with the covariance matrices and the methods for the calculation of the corresponding sensitivity profiles were validated on several applications, including shielding (VENUS-3 benchmark, pressure vessel dosimetry) as well as on fast and thermal reactor systems (KRITZ and SNEAK critical experiments). A new set of parameters for a Kornilov model is proposed that improve both benchmark performance and the agreement with recently measured differential spectra. A recommendation to use constrained sensitivity coefficients was confirmed for the case of the fission spectrum induced uncertainty in the effective multiplication factor and in the detector responses, in order to assure the proper normalisation of the corresponding covariance matrices.

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