Reactor physics experiment in a graphite-moderation system for HTGR

高温ガス炉のための黒鉛減速体系による炉物理試験

深谷 裕司   ; 後藤 実  ; 中川 繁昭  ; 中嶋 國弘*; 高橋 和暉*; 左近 敦士*; 佐野 忠史*; 橋本 憲吾*

Fukaya, Yuji; Goto, Minoru; Nakagawa, Shigeaki; Nakajima, Kunihiro*; Takahashi, Kazuki*; Sakon, Atsushi*; Sano, Tadafumi*; Hashimoto, Kengo*

日本原子力研究開発機構は高温ガス炉の核的予測精度向上のための研究開発を始めた。その目的は、初めての商用高温ガス炉のためのフルモックアップ試験を省略できる一般化バイアス因子法とHTTR試験で未臨界度を測定するための炉雑音解析の導入である。そのために、B7/4"G2/8"p8EUNU+3/8"p38EU(1)と名付けた黒鉛減速炉心をKUCAのB架台に構成した。炉心は、燃料集合体,ドライバ燃料集合体,黒鉛反射体,ポリエチレン反射体で構成されている。HTTRの平均濃縮度と炉内スペクトルを実現するために、燃料集合体は濃縮ウラン板と天然ウラン板と黒鉛板から構成される。しかしながら、小さな炉心で臨界に達するためにはドライバ燃料が必要となる。この炉心は、一般化がイアス因子法導入のための基準炉心だけではなく、炉雑音解析技術開発のために炉雑音の測定を行う。本研究では、臨界実験の概要を報告する。黒鉛減速体系の炉心構成はKUCAでも珍しく、高温ガス炉開発だけではなく、溶融塩炉のような、他の黒鉛減速炉心開発にも期待できる。

The Japan Atomic Energy Agency (JAEA) started the Research and Development (R&D) to improve nuclear prediction techniques for High Temperature Gas-cooled Reactors (HTGRs). The objectives are to introduce a generalized bias factor method to avoid full mock-up experiment for the first commercial HTGR and to introduce reactor noise analysis to High Temperature Engineering Test Reactor (HTTR) experiment to observe subcriticality. To achieve the objectives, the reactor core of graphite-moderation system named B7/4"G2/8"p8EUNU+3/8"p38EU(1) was newly composed in the B-rack of Kyoto University Critical Assembly (KUCA). The core is composed of the fuel assembly, driver fuel assembly, graphite reflector, and polyethylene reflector. The fuel assembly is composed of enriched uranium plate, natural uranium plate and graphite plates to realize the average fuel enrichment of HTTR and it's spectrum. However, driver fuel assembly is necessary to achieve the criticality with the small-sized core. The core plays a role of the reference core of the bias factor method, and the reactor noise was measured to develop the noise analysis scheme. In this study, the overview of the criticality experiments is reported. The reactor configuration with graphite moderation system is rare case in the KUCA experiments, and this experiment is expected to contribute not only for an HTGR development but also for other types of a reactor in the graphite moderation system such as a molten salt reactor development.