Investigation of the directions of special drawers loaded in ZPPR-9, -10A, -10B, and -10C of JUPITER experiments

JUPITER実験のZPPR-9, -10A, -10B, -10C炉心における特殊ドロワの装荷方向の調査

横山 賢治   ; 石川 眞*

Yokoyama, Kenji; Ishikawa, Makoto*

OECD/NEAの国際炉物理ベンチマークハンドブック(IRPhEP)には、JUPITER計画のNa冷却MOX燃料高速炉を模擬した9つのZPPR炉心(ZPPR-9, 10A, 10B, 10C, 13A, 17A, 18A, 18C, 19A)の実験データが炉物理ベンチマーク問題として登録されている。ZPPR炉心のas-builtモデル(幾何形状を忠実に模擬したモデル)を作成するには、ZPPRベンチマーク問題にEXCELファイルとして添付されているAMMモデル(All Master Model)とドロワマスターモデルを使う。通常はこれらのファイルの情報を使うことで完全なas-builtモデルを再現できるが、一つ例外があり、いくつかの炉心の「吸収材安全ロッド(Poison Safety Rod: PSR)」,「シムロッド(Shim Rod)」と呼ばれるナロードロワ(ドロワ:燃料を装荷するための引き出し)については完全には再現できない。これらのナロードロワには、緊急時炉停止や臨界調整のために吸収材を挿入するために片側半分に空隙が設けてある。このため、ナロードロワの方向を決めるためには、空隙がどちらにあるのかをAMMモデルやドロワマスターモデルで明示しなければならない。残念ながら、JUPITER-Iシリーズ炉心(ZPPR-9, 10A, 10B, 10C)では、このナロードロワの方向が区別されていなかった。このため、アルゴンヌ国立研究所(ANL)実験者が作成したオリジナルの実験炉心図や燃料装荷記録から、これらの4つの炉心のナロードロワの方向を調査した。これらの4つの炉心のas-builtモデルを作成できるようにするため、この調査結果に基づいてナロードロワの方向を、これらのベンチマーク問題の新しい付録としてEXCELファイルの形でまとめた。

In the International Handbook of Evaluated Reactor Physics Benchmark Experiments (IRPhEP) edited by OECD/NEA, nine ZPPR experimental cores named ZPPR-9, 10A, 10B, 10C, 13A, 17A, 18A, 18C, and 19A, which are mock-up critical experiments for sodium-cooled MOX-fueled fast reactors in the JUPITER cooperative program, are included as reactor physics benchmarks. In order to build the as-built modeling of a ZPPR experimental core, the "all master model (AMM)" map and the drawer masters are used which are attached in the ZPPR benchmark as EXCEL files. Although these materials are usually enough to reproduce a complete ZPPR as-build modeling, there is one exception for several ZPPR cores with respect to special narrow drawers called "poison safety rods (PSR)" or "shim rods." These narrow drawers have a void region in the half part of the drawer to insert absorber materials in case of emergent shutdown or criticality adjustment. To get the exact direction of the narrow drawers, the direction of the void region (Right or Left, hereafter, R or L) must be designated in the AMM maps and the drawer masters. Unfortunately, those data of JUPITER-I series (ZPPR-9, 10A, 10B and 10C) did not distinguish the direction of the narrow drawers. JAEA has surveyed the narrow drawer directions of these four ZPPR cores from the original experimental core maps and the loading records which were made by ANL experimenters. New appendices for the four ZPPR core benchmarks are prepared as EXCEL files to summarize the narrow drawer directions obtained by JAEA survey, to make it possible to build the as-built modeling of the ZPPR experimental cores.