Impact of uncertainty reduction on lead-bismuth coolant in accelerator-driven system using sample reactivity experiments

サンプル反応度実験による加速器駆動システムの鉛ビスマス冷却材不確かさ低減効果

方野 量太   ; 大泉 昭人   ; 福島 昌宏   ; Pyeon, C. H.*; 山本 章夫*; 遠藤 知弘*

Katano, Ryota; Oizumi, Akito; Fukushima, Masahiro; Pyeon, C. H.*; Yamamoto, Akio*; Endo, Tomohiro*

京都大学臨界集合体A架台で測定された鉛ビスマスサンプル反応度を用いたデータ同化によって加速器駆動システムの冷却材ボイド反応度の鉛ビスマス非弾性散乱断面積に起因した不確かさを低減できることを実証した。サンプル反応度について、データ同化の式中に現れる実験不確かさと相関を再評価し、結果を明示した。不確かさ評価に用いる感度係数はMCNP6.2で評価し、データ同化はMARBLEを用いて実行した。鉛ビスマスに対してサンプル反応度は感度係数が大きいため、加速器駆動システムの冷却材ボイド反応度の断面積起因不確かさを6.3%から4.8%まで減少させ、本研究で設定した暫定的な目標精度5%を達成できることを示した。さらに、ADJ2017に使用された積分実験データを用いることで、マイナーアクチニドや鉄など他の支配的な核種に起因する不確かさを効果的に低減できることを示した。

In this study, we have demonstrated that data assimilation using lead and bismuth sample reactivities measured in the Kyoto University Critical Assembly A-core can successfully reduce the uncertainty of the coolant void reactivity in accelerator-driven systems derived from inelastic-scattering cross-sections of lead and bismuth. We re-evaluated and highlighted the experimental uncertainties and correlations of the sample reactivities for the data assimilation formula. We used the MCNP6.2 code to evaluate the sample reactivities and their uncertainties, and performed data assimilation using the reactor analysis code system MARBLE. The high-sensitivity coefficients of the sample reactivities to lead and bismuth allowed us to reduce the cross-section-induced uncertainty of the void reactivity of the accelerator-driven system from 6.3% to 4.8%, achieving a provisional target accuracy of 5% in this study. Furthermore, we demonstrated that the uncertainties arising from other dominant factors, such as minor actinides and steel, can be effectively reduced by using integral experimental data sets for the unified cross-section dataset ADJ2017.