Re-evaluation of assay data of spent nuclear fuel obtained at Japan Atomic Energy Research Institute for validation of burnup calculation code systems

燃焼計算コードシステム評価のための日本原子力研究所で取得された使用済燃料組成データの再評価

須山 賢也; 村崎 穣*; 大久保 清志; 中原 嘉則*; 内山 軍蔵 

Suyama, Kenya; Murazaki, Minoru*; Okubo, Kiyoshi; Nakahara, Yoshinori*; Uchiyama, Gunzo

核燃料サイクルや原子炉物理の研究にとって使用済燃料同位体組成データは不可欠である。日本原子力研究開発機構(JAEA)はPWRやBWR燃料のそれらのデータの取得を行っており、幾つかのそれらのデータは既に公刊され、使用済燃料同位体組成データベースSFCOMPOに登録され、計算コードやライブラリの国際的なベンチマークに使用されてきた。本論文では、日本のPWRである大飯1号及び大飯2号で照射された燃料に対する照射後試験データが示される。大飯2号のデータは既に公開されていたが、幾つかの重要な仕様データが未公開であったため、コードやライブラリのベンチマークには適していなかった。この論文では、大飯1号及び大飯2号のPIEデータの詳細をまとめるとともに、同位体組成の評価に必要なデータが詳細に述べられる。詳細な燃焼解析のためにPIEサンプルの燃焼度が再評価された。これらのPIEデータはSWAT2.1コードで解析され、その結果は実験値と良い一致を見せた。このことは、大飯1号及び大飯2号からのPIEデータは高い品質を有しており、燃焼計算コードシステムのベンチマークに適していることを示している。

The isotopic composition of spent nuclear fuels is vital data for studies on the nuclear fuel cycle and reactor physics. The Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has been active in obtaining such data for pressurized water reactor (PWR) and boiling water reactor (BWR) fuels, and some data has already been published. These data have been registered with the international Spent Fuel Isotopic Composition Database (SFCOMPO) and widely used as international benchmarks for burnup calculation codes and libraries. In this paper, postirradiation examination (PIE) data from two fuel assemblies irradiated in the Ohi-1 and Ohi-2 PWRs in Japan are shown. The PIE data from Ohi-2 has already been published. However, these data were not suitable for the benchmarking of calculation codes and libraries because several important specifications and data were not included. This paper summarizes the details of PIE data from Ohi-1 and Ohi-2 and shows in detail the data and specifications required for analyses of isotopic composition. For precise burnup analyses, the burnup values of PIE samples were re-evaluated in this study. These PIE data were analyzed using the SWAT2.1 code, and the calculation results showed good agreement with experimental results. This indicates that the quality of PIE data from Ohi-1 and Ohi-2 PWRs is high, and that these PIE data are suitable for the benchmarking of burnup calculation code systems.