Design methodology for fuel debris experiment in the new STACY facility

新STACY施設における燃料デブリ実験の方法論

郡司 智  ; Clavel, J.-B.*; 外池 幸太郎 ; Duhamel, I.*

Gunji, Satoshi; Clavel, J.-B.*; Tonoike, Kotaro; Duhamel, I.*

臨界実験施設STACY更新炉は、燃料デブリに関する臨界計算の検証に貢献することができる。実験炉心設計はJAEA/IRSNの共同研究で進行中である。本論文では、溶融炉心コンクリート相互作用(MCCI)デブリの擬似燃料デブリの臨界特性を測定するためのSTACY更新炉の実験炉心構成の設計を最適化するために適用した方法を示した。炉心構成がコード検証に資することを確認するために、模擬デブリに含まれる同位体の反応度価値と反応断面積に対するkeff感度を評価することが重要である。Siの捕獲反応の感度を最大化するために、例えば格子ピッチまたはコア寸法などのコア構成の複数のパラメータを最適化するアルゴリズムを使用して最適な炉心構成を効率的に研究した。

The new criticality experiments facility STACY will be able to contribute to the validation of criticality calculations related to the fuel debris. The experimental core design is in progress in the frame of JAEA/IRSN collaboration. This paper presents the method applied to optimize the design of core configurations of the new STACY to measure the criticality characteristics of pseudo fuel debris focused on Molten Core Concrete Interaction (MCCI) debris. To ensure that a core configuration is relevant for code validation, it is important to evaluate the reactivity worth of the main isotopes and the keff sensitivity to their cross sections. To obtain maximum sensitivity of Si capture reaction, some parameters of the core configuration, as for example the lattice pitch or the core dimensions, were adjusted using optimization algorithm to research efficiently the optimal core configurations.