Correlations among FBR core characteristics for various fuel compositions

多様な燃料組成に対する高速炉炉心核特性の相関

丸山 修平   ; 大木 繁夫 ; 大久保 努; 川島 克之; 水野 朋保

Maruyama, Shuhei; Oki, Shigeo; Okubo, Tsutomu; Kawashima, Katsuyuki; Mizuno, Tomoyasu

本研究は、FBRの炉心核特性(燃焼反応度,ナトリウムボイド反応度,ドップラー係数)の燃料組成変動に伴う相関をそのメカニズムとともに示したものである。その中で、重要な核特性の一つであるドップラー係数については、臨界性から要求される拘束条件を燃料組成変動に課すことで、燃焼反応度,ナトリウムボイド反応度との相関が得られることが明らかとなった。これら相関の発見は、軽水炉-高速炉移行期の炉心設計において考慮する必要のある、反応度制御や安全特性の幅の特定を容易にする有益な情報となる。また、これらの相関の応用として、迅速かつ合理的な核特性変動の評価を行うために、燃焼反応度の簡易指標を導入した。この簡易指標と炉心核特性の相関を用いることによって、さまざまな燃料組成に対して、繰り返しの炉心計算を実行することなしに、炉心核特性変化を見積もることが可能となった。

This study shows the good correlations in FBR core characteristics, and find out the mechanism of their correlations with the aid of sensitivity analyses. It has been clarified that Doppler coefficient turns to have the correlations with the other core characteristics by considering the constraint of the criticality requirement for fuel composition variations. The finding of the correlations makes easy to specify the ranges of core reactivity control and core safety properties which are important for core design in determining core specification and performance. It gives significant information for FBR core design in the transition stage. Moreover, as an application of the above-mentioned correlations, a simplified burnup reactivity index is developed for rapid and rational estimation of the core characteristic variations. By using this index and the correlations, the core characteristic variations can be estimated for various fuel compositions without repeating core calculations.