TRU oxide sample reactivity worths measured in the FCA-IX assemblies with systematically changed neutron energy spectra

系統的な中性子エネルギースペクトル場を有するFCA-IX炉心におけるTRU酸化物サンプルの反応度価値測定

福島 昌宏   ; 岡嶋 成晃*; 向山 武彦*

Fukushima, Masahiro; Okajima, Shigeaki*; Mukaiyama, Takehiko*

1980年代に高速炉臨界実験装置FCAにおいてTRU核種断面積積分実験の一環として7つのウラン炉心(FCA-IX炉心)が構築され、マイナーアクチノイドを含む超ウラン(Np, Pu, Pu, Am、およびAm)の酸化物サンプルを用いた反応度価値が各炉心中心で測定された。FCA-IX炉心では、燃料プレート及び希釈材プレート(グラファイト又はステンレス)の単純な組合せにより燃料領域が構成され、その混合割合を調整することで炉心中心の中性子スペクトルが系統的に変化しているのが特徴である。本論文では、超ウラン酸化物サンプルの反応度価値実験に関する実験手法の詳細とともに、最新の知見を反映して再評価した実験値及びその誤差評価を報告する。また、本積分実験を活用して、汎用評価済核データライブラリJENDL-5の積分評価も併せて報告する。

A series of integral experiments was conducted to evaluate the fission and the capture cross- sections of transuranic (TRU) nuclides at the fast critical facility FCA of the Japan Atomic Energy Agency (JAEA). The experiments were carried out using seven uranium-fueled assemblies of the FCA. The neutron energy spectra of the core regions were adjusted so as to change from an intermediate neutron spectrum to a fast neutron spectrum on an assembly-by-assembly basis. The integral data measured with these experimental configurations provide some neutron energy characteristics: 1) fission rate ratios (FRRs) of Np, Pu, Pu, Am, Am, and Cm relative to Pu by using absolutely calibrated fission chambers, 2) small sample reactivity worths (SRWs) of Np, Pu, Pu, Am, and Am where oxide powders of around 15 to 20 grams were used, 3) criticalities, and 4) spectral indices such as fission rate ratios of U relative to U. In this paper, details of the SRW measurements are reported, and the latest Japanese Evaluated Nuclear Data Library JENDL-5 is tested by using the integral data obtained in systematically varied neutron energy spectra.