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吉田 弘幸; 飯島 進; 太田 文夫*; 田中 良佶*; 小林 武司*; 川辺 俊明*
JAERI-M 9544, 174 Pages, 1981/07
U-Th混合サイクルのGCFRとThサイクルに基くVHTRからなる共存システムは、燃料自給性、電力およびプロセスヒート生産の観点から、将来の有望な核エネルギー供給システムである。本論文は、我国の緩かな核エネルギー需要成長予測に基き、100年間に亘る戦略的解析を実施することによって、保守的な増殖特性を有するGCFRでも、2基以上のVHTRと共存系を構成し、半永久的に燃料時給、電力およびプロセスヒート需要を充足することができることを示した。加えて、共存システムのVHTR/GCFR比をより高くとり、共存系の意義を高めることを目的とし、増殖性向上の観点からGCFR炉心設計を実施した。初期核分裂性Puインベントリーは約4600kg、増殖率はに核分裂性Puに関して、160kg/GWe・y、U-233に関して、270kg/GWe・yである。このGCFRの増殖比は実効的に1.60以上である。
吉田 弘幸; 飯島 進; 太田 文夫*; 堀田 雅一*
JAERI-M 9473, 105 Pages, 1981/05
安全性の観点からLMFBRのNaボイド反応度効果に匹敵すると考えられていたガス冷却高速炉の水蒸気侵入反応度効果について多岐にわたる検討を加えた。対象としたガス冷却高速炉(GCFR)は300MWeGCFRと1000MWeGCFRである。解析は主にJAERI-Fast群定数セット、2次元拡散コードCITATIONとそれに基くExact Perturbation法を用いて行った。検討は、燃焼、燃料温度、制御棒挿入に関し異なる状態における反応度効果を明らかにすることに重点を置いた。加えて、燃料ピンの非均質配列を考慮することの影響、異なる群定数セットおよびエネルギー群数による影響についても、詳細に検討した。上述GCFRの反応度効果の予測精度を明らかにするため、ZPR-9の実験解析を行った。結果として、予測精度にはまだ問題があるが、従来云われていたほど水蒸気侵入反応度効果はGCFRの安全性を支配する因子とは考えられないことを明らかにした。本論文は、ThサイクルのGCFRの水蒸気侵入反応度効果についても言及している。
U供給を目的としたTh-ブランケットLMFBRの検討吉田 弘幸; 太田 文夫*
JAERI-M 7763, 60 Pages, 1978/07
HTGR-LMFBRからなる共存エネルギー・システムの燃料自給性を満足させるLMFBRを見出すことを目的として、PuおよびUについて良好な増殖性能を有するTh-Blanket LMFBRについての検討を行った。本システムでのHTGRは0.85の転換比を仮定し、LMFBRには1000MWe級conventional two zoned core LMFBR、Axial-parfait heterogeneous core LMFBRを考慮した。本研究の結果、増殖性能(燃料自給性)に加えて、安全性(Na-ボイド係数)、経済性(燃料サイクルコスト)の点から見ても、Axial-parfait heterogeneous core LMFBRが上記共存システムに投入されるLMFBRとして適しているとの結論を得た。
大杉 俊隆; 吉田 弘幸; 太田 文夫*
JAERI-M 7608, 110 Pages, 1978/03
ピン型燃料の1000MWeガス冷却高速部(GCFR)の非均質効果の検討を行なった。検討の対象とした炉特性は、臨界性、中性子スペクトル、中性子束分布、出力分布、増殖比、ドップラー効果、ヘリウム・ボイド効果および蒸気侵入効果である。セル計算は衝突確率法に基づいて行ない、方向依存拡散係数はBenoistの式により求めている。得られた結論は以下の通りである。(1)臨界性に対する比非均質効果は比較的大きく-0.46%
k/kであり燃焼と共に若干小さくなる。(2)蒸気侵入効果に対する非均質効果は非常に大きく、侵入した水の量0.01g/ccに対して0.05%k/k、0.03g/ccに対して0.12%k/k、0.05g/ccに対して0.14%k/kとなる。燃焼と共に若干大きくなる。(3)他の諸特性についての非均質効果は無視できる大きさである。(4)300MWeGCFRについても1000MWeGCFRと同様の結論が得られた。
吉田 弘幸; 太田 文夫*
JAERI-M 7423, 53 Pages, 1977/12
PuO
-UO燃料を使用した1000MWe級He-冷却高速増殖炉について、臨界質量、出力分布、反応度損失の臨界性能、核種の変化、倍増時間等の増殖性能およびドップラー反応度効果、冷却材喪失反応度効果、水蒸気侵入反応度効果等の安全性に関連する炉物理的性能の燃焼による影響を総合的に検討を加えた。主な結論は以下の通りである。(1)年間の反応度損失は1.5%K/Kと小さく、長時間燃料滞在の燃料サイクルが可能である。(2)システム倍増時間は9年、他の高速増殖炉と比較してすぐれた増殖性能を有している。(3)冷却材喪失反応度効果は、燃焼によってより正になるが、ナトリウム・ポイド反応度効果ほど重大ではない。(4)水蒸気炉心侵入反応度効果は、初期炉心において、0.02gr/cc以上の水蒸気侵入反応度効果に対して正になり、侵入密度増加にしたがって大きな正値をとる。燃焼進行につれて、反応度効果は負、しかも蒸気密度増加と共により負になる。
