Neutronic characteristic of HTTR fuel compact with various packing models of coated fuel particle

様々な被覆粒子燃料充填モデルにおけるHTTR炉心の核特性評価

Ho, H. Q.   ; 本多 友貴; 後藤 実  ; 高田 昌二

Ho, H. Q.; Honda, Yuki; Goto, Minoru; Takada, Shoji

高温工学試験研究炉(HTTR)の臨界特性に対する被覆粒子燃料(CFP)のトランケーション(切欠き)の影響を調べるため、燃料コンパクト中のCFPの配列に関する4つの異なるモデル、すなわち、規則配列でトランケーションの有無のモデル、不規則配列でトランケーションの有無のモデルを作り、モンテカルロコードMCNP6、ENDF/B-VII.1ライブラリを使って臨界計算を実施した。この結果、トランケーションありのモデルの無限実効増倍率は、kトランケーション無しの場合と比較して小さくなり、規則・不規則配列に関係しないことを明らかにした。さらに、4因子公式の4因子の比較により、kの違いが主に共鳴を逃れる確率によるものであることを明らかにした。また、共鳴を逃れる確率の違いはCFPのトランケーションモデルの等価直径が小さくなり、自己遮蔽効果の影響により共鳴領域で捕獲反応が増加するために生じることを明かにした。

To study the packing effects of the truncated coated fuel particle on the criticality for the High Temperature engineering Test Reactor (HTTR), four alternative models including the truncated uniform model, the non-truncated uniform model, the truncated random model and the non-truncated random model for the arrangement of CFP in fuel compact were used, and the neutronic and criticality calculation were performed by using Monte Carlo MCNP6 code with ENDF/B-VII.1 cross section library. The results showed that the infinite multiplication factors (k) in the truncated models were lower than those of the non-truncated models regardless of the uniform or random arrangement, and the four factors in the four-factor-formula showed that the difference of k was mainly attributed to the resonance escape probability. The difference in resonance escape probability is caused by the increase of capture reactions in the resonance region as the influence of spatial-self-shielding-effect. It is because the equivalent kernel diameter of the CFP for the truncated model is smaller than that of the non-truncated model.