Nuclear data sensitivity analysis of the effective multiplication factor for a two-region damaged reactor model

二領域損傷炉モデルにおける実効増倍率の核データ感度解析

Nguyen, H. H.

Nguyen, H. H.

本研究では、モデル温度、減速材中のホウ素濃度、損傷燃料集合体数の変化など、さまざまな条件下で、2領域損傷原子炉モデルのkの核データ感度係数を調査した。解析は、JENDL-5核データライブラリを用いたSerpentコードを使用して実施した。基準ケースでは、直方体形状および円筒形状の燃料デブリの感度係数は、減速材対燃料体積比の増加に伴って増加する傾向がある。一方、球形および円錐形の燃料デブリの感度係数は、減速材対燃料体積比の変化による影響を受けない。一般に、モデル温度または減速材中のホウ素濃度の変化は、燃料デブリの形状および減速材対燃料体積比が感度係数に与える影響を変化させない。損傷燃料集合体数の影響に関しては、損傷燃料集合体数の増加は、感度係数の大きさの大幅な増加をもたらす。より詳細な調査の結果、Hの弾性散乱に関連する感度係数が、モデルに含まれるすべての核種の断面積の摂動によって生じる全体の感度係数に大きく寄与していることが明らかになった。さらに、中性子スペクトルの硬さが感度係数に影響を与える上で重要な役割を果たしていることも判明した。

In this study, the nuclear data sensitivity coefficients of k for a two-region damaged reactor model were investigated under various conditions, including changes in model temperature, boron concentration in the moderator, and the number of damaged fuel assemblies. The analysis was conducted using the Serpent code with the JENDL-5 nuclear data library. For the reference case, the sensitivity coefficients of cuboid-shaped and cylinder-shaped fuel debris tend to increase as the moderator-to-fuel volume ratio increases. In contrast, the sensitivity coefficients of spherical and conical fuel debris remain unaffected by changes in the moderator-to-fuel volume ratio. In general, changes in model temperature or boron concentration in the moderator do not alter how the fuel debris geometry and the moderator-to-fuel volume ratio affect the sensitivity coefficients. Regarding the impact of the number of damaged fuel assemblies, an increase in the number of damaged fuel assemblies results in a significant increase in the magnitude of the sensitivity coefficients. More detailed investigations revealed that the sensitivity coefficients related to the elastic scattering of H contribute significantly to the overall sensitivity coefficients resulting from perturbations in the cross-sections of all nuclides present in the model. Additionally, the findings demonstrated that the hardness of the neutron spectrum plays a significant role in influencing the sensitivity coefficients.