Development and verification of the thermal behavior analysis code for MA containing MOX fuels

MA含有MOX燃料挙動解析コードの開発及び検証

生澤 佳久   ; 小澤 隆之   ; 廣岡 瞬 ; 前田 宏治  ; 加藤 正人   ; 前田 誠一郎 

Ikusawa, Yoshihisa; Ozawa, Takayuki; Hirooka, Shun; Maeda, Koji; Kato, Masato; Maeda, Seiichiro

MA-MOX燃料の設計技術開発のためには、MA-MOX燃料の照射挙動評価モデルを開発し、PIE結果を用いて解析コードの精度を確認する必要がある。本研究では、MA-MOX燃料の熱伝導度、融点及び蒸気圧の評価が可能な熱物性評価解析モジュール「TRANSIT」を開発し、更にMA-MOX燃料の照射挙動を解析するために、このモジュールと燃料ピン挙動解析コード「DIRAD」を組合せた「DIRAD-TRANSIコードシステム」を開発した。更に、常陽で実施されたMOX燃料及びMA-MOX燃料の照射後試験結果を用いて、このコードシステムの検証を行った。検証の結果、DIRAD-TRANSIコードシステムは、数%のアクチニドを含むMOX燃料に対して、燃料温度及び組織変化といった照射挙動を再現できることを確認した。

In order to develop MA contained MOX (MA-MOX) fuel design method, the analysis models to predict irradiation behavior of MA-MOX fuel have to be developed and the accuracy of irradiation behavior analysis code should be evaluated with the result of post-irradiation examinations (PIEs) for MA-MOX fuels. In this study, we developed the computer module "TRANSIT" to compute thermal properties of MA-MOX fuel. TRANSIT can give thermal conductivity, melting temperature and vapor pressures of MA-MOX. By using this module, we improved the thermal behavior analysis code "DIRAD" and developed DIRAD-TRANSIT code system to compute the irradiation behavior of MA-MOX fuel. This system was verified with the results of PIEs for the conventional MOX fuels and the MA-MOX fuels irradiated in the experimental fast reactor "JOYO". As the result of the verification, it can be mentioned that the DIRAD-TRANSIT system would precisely predict the fuel thermal behavior, i.e. fuel temperature and fuel restructuring, for oxide fuels containing several percent minor actinides.