Criticality characteristics of MCCI products possibly produced in reactors of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

福島第一原子力発電所の原子炉で生じているであろうMCCI生成物の臨界特性

外池 幸太郎 ; 大久保 清志; 高田 友幸*

Tonoike, Kotaro; Okubo, Kiyoshi; Takada, Tomoyuki*

福島第一原子力発電所13号機の原子炉には溶融炉心コンクリート相互作用(MCCI)を経て生じた多孔質の燃料デブリが相当量存在しているかもしれない。このような核分裂性物質を含む低密度のMCCI生成物は、中性子減速能が大きいことから、特に冠水状態において、臨界管理に十分に配慮しなければならない。本発表ではMCCI生成物の臨界特性を解析した結果を示すが、これは廃炉作業中の臨界リスク評価に資するものである。解析結果は、コンクリート中に結合したあるいはコンクリート中に閉じ込められた水分が、臨界の発生確率の観点及び冷却水への中性子毒物注入による影響緩和の実効性の観点で、リスクを押し上げることを示唆している。

The damaged Unit 1-3 reactors of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station may contain fuel debris of a significant amount that is in a form of molten-core-concrete-interaction (MCCI) product with porous structure. Such low density MCCI product including fissile material is a great concern for its criticality control, especially under submerged condition, due to its fairly good neutron moderation. This report shows computation results of basic criticality characteristics of the MCCI product, which will facilitate criticality risk assessments during decommissioning of the reactors. The results imply that water bound in concrete may raise the risk from the viewpoints of possibility of criticality events and of effectiveness of mitigation measures such as neutron poison injection into coolant water.