Study of experimental core configuration of the modified STACY for reactivity worth measurement of MCCI products

MCCI生成物の反応度測定のためのSTACY更新炉実験炉心構成の研究

郡司 智  ; 外池 幸太郎 ; 井澤 一彦 ; 曽野 浩樹 

Gunji, Satoshi; Tonoike, Kotaro; Izawa, Kazuhiko; Sono, Hiroki

MCCI生成物を含む燃料デブリの臨界安全性は福島第一原子力発電所の廃炉に関して重要な課題のひとつである。燃料デブリの臨界あるいは未臨界状態はまだわからない。なぜならその組成、位置、中性子減速条件などがまだ確認できないからである。また、燃料デブリの臨界管理に冷却水中への中性子毒物が効果的かどうかもわからない。原子力機構による解析計算のデータベースは整備中である、これは燃料デブリがとりうる組成や中性子減速条件などを幅広くカバーして、燃料デブリのサンプルや条件がわかったときに、臨界特性を評価する助けとなる。解析計算もまた不確かさを持っているがこれは原子力機構が計画しているSTACYの更新と燃料デブリの組成を模擬したサンプルによる臨界試験によって明らかにされる。この報告では、MCCI生成物を模擬したサンプルの反応度測定のための実験炉心構成の検討について紹介する。本研究でのサンプルの計算はモデルウラン酸化物燃料(Uの濃縮度は3, 4, 5重量%)とコンクリートを含む。減速不足、過減速の双方の条件での測定が可能であることが結論付けられた。また、サンプルの必要量についても見積もられた。

Criticality safety of fuel debris including MCCI products is one of the major safety is-sues for decommissioning of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station. Criticality or subcriticality condition of the fuel debris is still uncertain since its composition, location, neutron moderation, etc. are not confirmed. Also uncertain in criticality control of fuel debris is the effectiveness of neutron poison in cooling water. A database is being built by computation in JAEA, covering a wide range of possible conditions of such composition, neutron moderation, etc., to facilitate assessing criticality characteristics when fuel debris samples are taken and their conditions are known. The computation also has uncertainties to be clarified by critical experiments, which is planned by JAEA to be conducted with the modified STACY and samples simulating fuel debris compositions. This report introduces a study of experimental core configurations for reactivity worth measurements of samples simulating MCCI products. It is concluded that the measurement is feasible in both under- and over-moderated conditions. Additionally, required amount of samples was estimated.