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Benchmark critical experiments of a heterogeneous system of uranium fuel rods and uranium solution poisoned with gadolinium, and application of their results to JACS validation

ウラン燃料棒とガドリニウム添加ウラン溶液による非均質体系臨界ベンチマーク実験、及びその結果のJACS検証への適用

外池 幸太郎; 三好 慶典; 内山 軍蔵

Tonoike, Kotaro; Miyoshi, Yoshinori; Uchiyama, Gunzo

再処理施設の溶解工程を考慮した臨界ベンチマークデータを系統的に取得するため、原子力機構の臨界実験装置STACYを用いて一連の非均質体系実験を実施した。可溶性毒物ガドリニウムを使用した溶解を想定し、ウラン酸化物燃料棒とガドリニウムを添加したウラン溶液を組合せて臨界量を測定した。ガドリニウム濃度は0.1g/Lまで変化させた。また、参照実験として、ガドリニウムを用いず、ウラン濃度を変化させた実験も行った。これらの測定結果は、溶解槽のような非均質体系の中性子実効増倍率計算手法の検証用のベンチマークデータとなる。新たに取得したデータを用いてJACSの検証を行ったところ、臨界安全解析に用いることを支持する結果となった。

A series of critical experiments were performed using heterogeneous cores at STACY in JAEA in order to obtain systematic benchmark criticality data concerning the dissolving process in reprocessing plants. Focusing on the use of gadolinium as a soluble poison, critical mass was measured for a combination of uranium dioxide fuel rods and uranyl nitrate solution poisoned with gadolinium (Gd). The Gd concentrations were varied up to 0.1 gGd/L. The other series of experiments were also conducted, as reference cases, varying uranium concentration in the fuel solution without Gd. The results provided benchmark criticality data for validation of neutron multiplication factor calculation on heterogeneous systems such as a dissolver. Validation calculation of JACS based on the newly obtained benchmarks supports the justification of its utilization for the criticality safety analysis.

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パーセンタイル:87.59

分野:Nuclear Science & Technology

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