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大久保 努; 白川 利久*; 竹田 練三*; 横山 次男*; 岩村 公道; 和田 茂行*
Proceedings of 8th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-8) (CD-ROM), p.7 - 0, 2000/00
1.0程度の転換比と負のボイド反応係数の達成を目指したMOX燃料を用いる水冷却炉である低減速スペクトル炉の概念検討を行った。本報では、BWR型炉の3つの炉心について概念を検討した。一つは、ウラン資源による長期的なエネルギー供給に有効な1.1程度の高転換比を目指し、二つ目は、高燃焼度及び長期サイクル(それぞれ60GWd/t及び2年程度)運転を目指し、三つ目は、ブランケットなしの現行炉と類似の燃料集合体の使用を目指した。本研究により、各炉心とも1.0以上の転換比と負のボイド反応度係数を達成できるとともに、それぞれの目標を達成できる見通しが得られた。
横山 次男*; 松本 弘*
JNC TJ8410 99-001, 106 Pages, 1999/03
もんじゅ高度化炉心に対して、炉心燃料として窒化物粒子充填燃料を採用した場合の安全解析を行った。炉心としてはもんじゅ高度化炉心に炉心燃料として窒化物粒子充填燃料を採用した炉心とし、それぞれの炉心の制御棒価値を評価し、さらに当該炉心のUTOP及びULOF解析評価を行い、受動的安全性を検討した。対象炉心は以下のもんじゅ炉心である。A炉心:ナトリウムボンド、充填率50% B炉心:ナトリウムボンド、充填率70% C炉心:ヘリウムボンド、充填率80% これら3ケースの炉心について、3次元解析を行い最大線出力及び制御棒価値を評価した。更にこれらの炉心に対して、出力運転中の制御棒の異常な引抜き+スクラム失敗事象について炉心動特性解析を行い、燃料損傷あるいは冷却材沸騰防止の観点から、許容し得る投入反応度を評価・整理した。また、A炉心の充填率条件とB炉心の線出力条件を組み合せて想定したD炉心(ナトリウムボンド・充填率50%・最大線出力975W/cm)についても炉心動特性解析を実施した。燃料破損条件としてはNaボンド燃料については燃料ピン内Naの沸騰又は燃料の分解開始温度、Heボンド燃料については燃料の分解開始温度とした。その結果、UTOPの観点からは、ナトリウムの沸点以下をめやすとした場合、許容投入反応度は小さいが、窒化物燃料の分解温度2390を判断条件とした場合は、ナトリウムボンド炉心は、大きな反応度が許容でき、ヘリウムボンド炉心については、40¢程度の反応度投入が許容できることが分かった。次に、外部電源喪失+スクラム失敗事象について炉心動特性解析を実施し、燃料損傷あるいは冷却材沸騰が防止され原子炉が安全に冷却されうるか否かを評価し、GEM(ガス膨張機構)の必要性を検討した。その結果、各炉心とも、所要のGEMがあれば沸騰を回避でき、その目安となる所要反応度は下記の通りであることが分かった。 A炉心:0.95$ B炉心:0.8$ C炉心:1.5$ D炉心:0.7$
横山 次男*; 川島 正俊*; 川合 将義*; 山岡 光明*; 藤田 玲子*
PNC TJ9164 96-008, 189 Pages, 1996/12
高速炉では、MAのリサイクルに伴ってナトリウムボイド反応度及び冷却材温度反応度が大きくなり、また、ドップラー係数も小さくなる傾向がある。安全上これらの反応度を改善することが重要である。本解析作業では、ナトリウムボイド時に増加する高エネルギー中性子に対して、大きな中性子吸収反応を生じる核種を混在させた炉心を解析することにより、炉心性能を大きく低下せずにナトリウムボイド反応度を低減できる核種についてそのボイド低減効果を調べた。また、ドップラー係数の改善方法として高次Puの利用及び共鳴物質の利用が考えられ、パラメータサーベイによりその効果を調べた。閾値反応を利用したナトリウムボイド反応度低減炉心の解析では、中性子スペクトル変化の影響調査として炉心部へのMA装荷の有無及び炉心サイズをパラメータとして炉心部中性子スペクトルを解析し、ボイド反応度上重要なエネルギー領域を同定した。次にボイド反応度低減のための候補核種として、上記の重要なエネルギー領域以上で閾値反応による中性子吸収断面積の増大する核種を調査した。更に上記スペクトル場において、ボイド反応度低減効果を吸収核種装荷量と種類をパラメータとして解析した。その結果、候補として摘出された酸素17を用いた大型酸化物燃料炉心のボイド反応度は天然酸素による炉心のボイド反応度の約1/2以下となることが分かった。ドップラー反応度改善炉心の解析では、PuN燃料をベースとして、高次Pu及び共鳴吸収物質を装荷した場合のドップラー係数改善効果について解析した。また、不活性母材候補材料について、その適合性、炉心特性解析に必要な物性値を調査し、それらの材料を用いた燃料材の物性値等について予備調査を行なった。その結果、構造材核種を金属形態で装荷する事でドップラー係数等の特性を改善できることが分かった。
古川 大*; 若林 利男*; 高橋 信*; 横山 次男*; 舘 義昭
no journal, ,
分離・核変換技術は、使用済燃料に含まれるTc, Iなどの長寿命核分裂生成物(LLFP)の低減化に寄与する技術として期待されている。本研究では核変換率の大幅な向上を目標とし、LLFPの装荷方式やペレット形状を変化させ、高速炉によるLLFPの核変換特性の計算及び検討を行った。均質型の場合、LLFPピン内での自己遮蔽効果の抑制により、核変換率が向上する結果が得られた。