Study on criticality safety control of fuel debris for validation of methodology applied to the safety regulation

安全規制に使用される手法の妥当性確認を目的とした燃料デブリの臨界安全性管理に関する研究

須山 賢也; 植木 太郎  ; 郡司 智  ; 渡邉 友章  ; 荒木 祥平   ; 福田 航大 ; 山根 祐一  ; 井澤 一彦 ; 長家 康展  ; 菊地 丈夫 ; 大久保 清志*

Suyama, Kenya; Ueki, Taro; Gunji, Satoshi; Watanabe, Tomoaki; Araki, Shohei; Fukuda, Kodai; Yamane, Yuichi; Izawa, Kazuhiko; Nagaya, Yasunobu; Kikuchi, Takeo; Okubo, Kiyoshi*

2011年の福島第一原子力発電所の事故により発生した燃料デブリの臨界安全性評価において採用される手法の妥当性を臨界実験で得られたデータに基づいて検証するため、NRAからの委託により原子力機構は2014年から関連研究開発プロジェクトを実施している。このプロジェクトにおいては、i)燃料デブリの臨界特性の網羅的計算とデータベース化(燃料デブリ臨界マップの開発)、ii)新しい連続エネルギーモンテカルロコードの開発、iii)臨界事故の評価、iv)臨界安全性評価手法の検証実験のための臨界集合体STACYの改良などが行われている。前回のICNC2019以降、本プロジェクトは2024年5月に正式運転を開始するSTACYの改造やパワースペクトルに準拠した空間ランダム分布を持つ物質の臨界計算に適したモンテカルロコード「Solomon」の開発で大きな進展があった。本発表では、この研究開発プロジェクトの全体像と各技術トピックの状況について紹介する。

To remove and store safely the fuel debris generated by the severe accident of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station in 2011 is one of the most important and challenging topics for decommissioning of the damaged reactors in Fukushima. To validate the adopted method for the evaluation of criticality safety control of the fuel debris through comparison with the experimental data obtained by the criticality experiments, the Nuclear Regulation Authority (NRA) of Japan funds a research and development project which was entrusted to the Nuclear Safety Research Center (NSRC) of Japan Atomic Energy Agency (JAEA) from 2014. In this project, JAEA has been conducting such activities as i) comprehensive computation of the criticality characteristics of the fuel debris and making database (criticality map of the fuel debris), ii) development of new continuous energy Monte Carlo code, iii) evaluation of criticality accident and iv) modification of the critical assembly STACY for the experiments for validation of criticality safety control methodology. After the last ICNC2019, the project has the substantial progress in the modification of STACY which will start officially operation from May 2024 and the development of the Monte Carlo Code "Solomon" suitable for the criticality calculation for materials having spatially random distribution complies with the power spectrum. We present the whole picture of this research and development project and status of each technical topics in the session.