High-energy nuclear data uncertainties propagated to MYRRHA safety parameters

高エネルギー核データの不確かさ伝播がMYRRHA安全パラメータに与える影響

Stankovskiy, A.*; 岩元 大樹   ; elik, Y.*; Van den Eynde, G.*

Stankovskiy, A.*; Iwamoto, Hiroki; elik, Y.*; Van den Eynde, G.*

高エネルギー核データの不確かさ伝播による加速器駆動システムMYRRHAの安全に関する核特性パラメータの影響を調査した。既存の高エネルギー核データライブラリ及び高エネルギー核反応モデルを用いて断面積データの共分散マトリックスを作成し、これを用いて、全炉心出力及び鉛ビスマスに蓄積される放射能の高エネルギー核データに起因する不確かさをランダムサンプリング法に基づいて評価した。本評価手法は、粒子輸送計算を直接行う必要がなく、最良推定値に対するサンプル平均の収束性を調査することが可能である。本手法により、全炉心出力に対する信頼性のある不確かさを得るには300程度のランダムサンプル数が必要であることを示し、その不確かさは14%と評価した。さらに、陽子・中性子照射により蓄積される放射能濃度の不確かさの評価値は、5%から60%に及ぶことがわかった。トリチウム等のいくつかの核種に対しては、信頼性のある不確かさを得るのに数千のランダムサンプル数が必要であることが明らかになった。

Propagation of high-energy (above 20-MeV) nuclear data uncertainties on the safety related neutronic responses in accelerator driven systems has been assessed. The total core power and production of radionuclides contributing to radiation source terms were focused on. The article features a method based on the Monte Carlo sampling of random nuclear data files from the covariance matrices generated from the sets of reaction cross sections obtained with model calculations of high-energy particle interactions with matter or picked up from already existing nuclear data libraries. It has been demonstrated that nuclear data uncertainties do not need to be propagated through particle transport calculations to obtain uncertainties on the responses. This advantage allowed to investigate the convergence of the sample average to the best estimate. The number of random nuclear data file sets needed to obtain reliable uncertainty on the total core power is around 300 that results in the uncertainty of 14%. The uncertainties on the concentrations of nuclides most important for the safety assessment that are accumulated in lead-bismuth eutectic during irradiation, range from 5 to 60%. Concentrations of some nuclides exemplified by Tritium converge much slower than neutron multiplicities so that several thousands of samples are needed to ensure reliable uncertainty estimates.