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Effects of nuclear data library and ultra-fine group calculation for large size sodium-cooled fast reactor OECD benchmarks

大型高速炉OECDベンチマークに対する核データライブラリおよび超詳細群計算の効果

久語 輝彦; 杉野 和輝; 植松 眞理 マリアンヌ; 沼田 一幸*

Kugo, Teruhiko; Sugino, Kazuteru; Uematsu, Mari Mariannu; Numata, Kazuyuki*

本論文は、大型高速炉核特性に関するOECDベンチマーク問題に対して、核データライブラリの効果および超詳細群計算の効果を分析した結果をまとめたものである。臨界性について、JENDL-4.0とJEFF-3.1の差は約0.4%、JENDL-4.0とENDF/B-VII.1の差は約-0.1%であった。感度解析の結果、JENDL-4.0とENDF/B-VII.1の差は、$$^{240}$$Pu捕獲、$$^{238}$$U非弾性散乱および$$^{239}$$Pu核分裂反応によるものであった。JENDL-4.0とJEFF-3.1の差は、$$^{23}$$Na非弾性散乱、$$^{56}$$Fe非弾性散乱、$$^{238}$$Pu核分裂、$$^{240}$$Pu捕獲、$$^{240}$$Pu核分裂、$$^{238}$$U非弾性散乱および$$^{239}$$Pu核分裂反応よるものであった。ナトリウムボイド反応度については、JEFF-3.1およびENDF/B-VII.1は、JENDL-4.0に比べて約8%の過小評価であった。JENDL-4.0とENDF/B-VII.1の差は、$$^{23}$$Na弾性散乱、$$^{23}$$Na非弾性散乱および$$^{239}$$Pu核分裂反応によるものであった。JENDL-4.0とJEFF-3.1の差は、$$^{23}$$Na非弾性散乱反応によるものであった。超詳細群計算の効果は、ナトリウムボイド反応度を約2%大きくさせることが分かった。

The present paper summarizes calculation results for an international benchmark proposed under the framework of the Working Party on scientific issues of Reactor Systems (WPRS) of the Nuclear Energy Agency of the OECD. It focuses on the large size oxide-fueled SFR. Library effect for core performance characteristics and reactivity feedback coefficients is analyzed using sensitivity analysis. The effect of ultra-fine energy group calculation in effective cross section generation is also analyzed. The discrepancy is about 0.4% for a neutron multiplication factor by changing JENDL-4.0 with JEFF-3.1. That is about -0.1% by changing JENDL-4.0 with ENDF/B-VII.1. The main contributions to the discrepancy between JENDL-4.0 and ENDF/B-VII.1 are $$^{240}$$Pu capture, $$^{238}$$U inelastic scattering and $$^{239}$$Pu fission. Those to the discrepancy between JENDL-4.0 and JEFF-3.1 are $$^{23}$$Na inelastic scattering, $$^{56}$$Fe inelastic scattering, $$^{238}$$Pu fission, $$^{240}$$Pu capture, $$^{240}$$Pu fission, $$^{238}$$U inelastic scattering, $$^{239}$$Pu fission and $$^{239}$$Pu nu-value. As for the sodium void reactivity, JEFF-3.1 and ENDF/B-VII.1 underestimate by about 8% compared with JENDL-4.0. The main contributions to the discrepancy between JENDL-4.0 and ENDF/B-VII.1 are $$^{23}$$Na elastic scattering, $$^{23}$$Na inelastic scattering and $$^{239}$$Pu fission. That to the discrepancy between JENDL-4.0 and JEFF-3.1 is $$^{23}$$Na inelastic scattering. The ultra-fine energy group calculation increases the sodium void reactivity by 2%.

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