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論文

Irradiation performance of fast reactor MOX fuel pins with ferritic/martensitic cladding irradiated to high burnups

上羽 智之; 伊藤 昌弘*; 水野 朋保; 勝山 幸三; Makenas, B. J.*; Wootan, D. W.*; Carmack, J.*

Journal of Nuclear Materials, 412(3), p.294 - 300, 2011/05

 被引用回数:9 パーセンタイル:35.08(Materials Science, Multidisciplinary)

ACO-3は米国FFTFのCDE試験で232GWd/tの高燃焼度を達成した集合体であり、高速中性子照射量は39$$times$$10$$^{26}$$n/m$$^{2}$$に達した。ACO-3は、フェライト/マルテンサイトのHT-9鋼を被覆管に使用しており、本照射試験によりHT-9鋼は耐スエリング性能が極めて優れることが実証された。照射後試験の結果、燃料ピンにはMOX燃料カラム部とMOX燃料/ブランケット境界部に外径増加が生じていることが確認されたが、その大きさは高々1.5%程度であることを確認した。燃料ピン照射挙動評価の結果、MOX燃料カラム部のピン外径増加は被覆管のスエリングとガス内圧による照射クリープ変形であり、MOX燃料/ブランケット境界部に生じた局所的な外径増加はセシウムと燃料との反応によるPCMIが原因で生じたことが示された。さらに、このPCMIはブランケットと被覆管のギャップ幅を大きくとったことにより、効果的に緩和されたことも示された。

論文

Characterization of neutron fields using MCNP in the experimental fast reactor JOYO

前田 茂貴; Wootan, D. W.; 関根 隆

Journal of ASTM International (Internet), 3(8), 9 Pages, 2006/09

高速実験炉「常陽」は、高速中性子照射炉としての照射性能を向上させたMK-III炉心の本格運転を開始した。このMK-III炉心での照射場の詳細な評価を行うため、連続エネルギーモンテカルロコード"MCNP"を用いた照射条件評価手法を確立した。MCNPによる解析では、JENDL-3.2ベースの断面積ライブラリーを用い、計算体系については炉心構成要素を燃料ピンレベルまで詳細にモデル化し、別途拡散理論に基づく炉心管理コードシステムで求めた燃焼組成を入力し、固有値計算を行った。中性子束の絶対値は、定格出力での総発熱量を用いて規格化した。本解析手法の精度をMK-II炉心での実測ドシメトリーにより評価した結果、反応率及び中性子束の比較で良い一致を示し、従来用いている輸送計算手法に比べて、非均質性の強い試験用集合体内や反射体領域での中性子束を精度良く評価できることを確認した。今後は、MK-III炉心第1サイクル、第2サイクルで実施した核特性測定試験の結果によりMK-III炉心での評価精度を確認し、照射条件評価手法として利用していく。

報告書

Optimization of Monte Carlo methods for calculational predictions of dosimetry measurements in "JOYO" MK-III core

Wootan, D. W.

JNC-TN9400 2005-050, 119 Pages, 2005/03

JNC-TN9400-2005-050.pdf:9.84MB

高速炉開発に資する燃料及び材料の照射試験の実施は、高速実験炉「常陽」の主要な目的の一つである。「常陽」では、1983年から2000年にかけてMK-II炉心での運転が行われてきた。2003年に照射能力の向上を目的とした「常陽」MK-III改造工事が完了した。MK-III炉心では、炉心のサイズ,構成,燃料の濃縮度、原子炉出力において、MK-IIから大幅な変更が行われている。MK-III炉心を用いた燃料・材料照射試験においては、中性子照射量やスペクトルなどの主要な照射条件を正確に予測できる計算手法が求められる。「常陽」MK-III炉心第1サイクル及び第2サイクルにて、炉心中心部から炉外マンホールにわたる広い範囲を対象に中性子ドシメータの照射が実施された。このドシメトリ結果と計算予測の結果により、「常陽」MK-III炉心の詳細な中性子束及びスペクトル分布を得ることが可能となるものと期待される。中性子場の予測には従来の評価手法を適用し、燃料領域には三次元拡散計算によるMK-II炉心管理コード「MAGI」、燃料外領域には二次元輸送計算コード「DORT」を用いた。近年、非均質効果を評価する目的で「MCNP」コードによるモンテカルロ計算が導入されつつある。本報告書では、モンテカルロ法による非均質効果を含めた全炉心解析手法の開発について述べる。この解析手法は、「常陽」で行われる様々な照射試験における個々の試料、ドシメータに到る詳細な照射条件について正確な計算予測を与えることを目的としている。連続エネルギーコード「MCNP」の効率的な計算方法を調査し、照射試験ごとの個々の条件に対して統計誤差の低減手法の最適化を図った。手法の精度をMK-II炉心での種々のドシメトリ試験結果を用いて評価したうえで、本手法をMK-III炉心第1サイクル及び第2サイクルでの照射試験の予測に適用した。本研究の結果は、今後「常陽」にて計画されている様々な照射試験の照射条件予測に本手法が広く適用可能であることを示すものである。

口頭

MCNPを用いたMA含有MOX燃料照射試験における線出力密度評価

Wootan, D. W.; 関根 隆; 曽我 知則; 青山 卓史

no journal, , 

高速実験炉「常陽」では、低除染TRU燃料サイクル技術開発の一環としてMA含有MOX燃料の燃焼初期の熱的挙動を確認するための短期照射試験を実施した。解析はモンテカルロ計算コードMCNPにより燃料ペレットの構造まで詳細に模擬した体系を用い、即発・遅発の中性子及び$$gamma$$線等による発熱量を考慮した。解析結果を$$^{10}$$B(n,$$alpha$$)の反応率のC/Eで補正することにより、線出力密度として425$$sim$$434W/cmを得た。

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