A Refined analysis on the power reactivity loss measurement in Monju

「もんじゅ」における出力欠損反応度詳細解析

谷中 裕 ; 竹越 淳; 岸本 安史*; 毛利 哲也 ; 宇佐美 晋 

Taninaka, Hiroshi; Takegoshi, Atsushi; Kishimoto, Yasufumi*; Mori, Tetsuya; Usami, Shin

ナトリウム冷却高速炉における出力欠損反応度は燃焼欠損反応度と並び、炉心のPu富化度と制御棒本数を決める重要な設計パラメータとなっている。そのため、1994年から1995年にかけて実施された「もんじゅ」性能試験においても、これら特性値の測定が実施され、解析されてきた。直近の「もんじゅ」性能試験における出力係数測定試験に関する解析例としては、高野の論文がある。高野論文では考慮されていない最新の知見として、炉内温度分布の考慮、結晶拘束効果の考慮、対数平均温度の考慮、炉内膨張詳細化効果、最新の核データライブラリ(JENDL-4.0)の使用、測定値補正の精緻化がある。本研究では、これらの項目を全て考慮して、モデルの詳細化に伴う解析結果への影響を定量的に明らかにした。また、その結果、解析は実験を4.6%過大評価することがわかった。このバイアスについて、各種誤差要因以外の要因として炉心心湾曲効果を考慮した評価を行った結果、測定値と1.1%の差で一致した。これにより、出力上昇に伴う炉心湾曲効果が出力欠損反応度のような解析においては重要な要因である可能性が示唆された。

The present paper describes the evaluation of the power reactivity loss data obtained in the Japanese prototype fast breeder reactor Monju. The most recent analysis on the power reactivity loss measurement (Takano, et al., 2008) is updated considering the following findings: (a) in-core temperature distribution effect, (b) crystalline binding effect, (c) logarithmic averaging of the fuel temperature, (d) localized fuel thermal elongation effect, (e) updated Japanese Evaluated Nuclear Data Library, JENDL-4.0, and (f) refined corrections on the measured value. The influences of the updates are quantitatively identified and the most precise and probable C/E value is derived together with a thorough uncertainty evaluation. As a result, it is revealed that the analysis overestimates the measurement by 4.6% for the measurement uncertainty of 2.0%. The discrepancy is reduced to as small as 1.1% when the core bowing effect is considered, which implies the importance of the core bowing effect in the calculation of the power reactivity loss.