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報告書

PLUTON: Three-group neutronic code for burnup analysis of isotope generation and depletion in highly irradiated LWR fuel rods

Lemehov, S.; 鈴木 元衛

JAERI-Data/Code 2001-025, 338 Pages, 2001/08

JAERI-Data-Code-2001-025.pdf:26.87MB

PLUTONコードは水炉のUO$$_{2}$$燃料、Gd$$_{2}$$O$$_{3}$$入り燃料、不均一MOX燃料などのペレットにおける発熱密度、燃焼度、超ウラン元素の濃度、プルトニウム蓄積、核分裂性同位元素の減損、核分裂生成元素の濃度などの半径方向プロファイルを平均値とともに時間及び燃焼度の関数として算出する3群中性子反応燃焼解析コードである。本コードはWindows PC上で稼働するプログラムであり、ペレット内中性子減衰の理論的な形状関数を適用したので、非常に高速で正確な計算が容易に実行できる。本コードは、検証のために必要な実験データを提供するHalden炉の照射条件を内蔵している。計算対象の超ウラン元素は$$_{92}$$U$$^{233-239}$$, $$_{93}$$Np$$^{237-239}$$, $$_{94}$$Pu$$^{238-243}$$, $$_{95}$$Am$$^{241-244}$$ 及び $$_{96}$$Cm$$^{242-245}$$ である。また、扱うポイゾン性核分裂生成物元素は、$$_{54}$$Xe$$^{131, 133, 135}$$, $$_{48}$$Cd$$^{113}$$, $$_{62}$$Sm$$^{149, 151, 152}$$, $$_{64}$$Gd$$^{154-160}$$, $$_{63}$$Eu$$^{153, 155}$$, $$_{36}$$Kr$$^{83, 85}$$, $$_{42}$$Mo$$^{95}$$, $$_{43}$$Tc$$^{99}$$, $$_{45}$$Rh$$^{103}$$, $$_{47}$$Ag$$^{109}$$, $$_{53}$$I$$^{127, 129, 131}$$, $$_{55}$$Cs$$^{133}$$, $$_{57}$$La$$^{139}$$, $$_{59}$$Pr$$^{141}$$, $$_{60}$$Nd$$^{143-150}$$, $$_{61}$$Pm$$^{147}$$ である。扱うFPガス及び揮発性生成物元素は、$$_{36}$$Kr$$^{83-86}$$, $$_{54}$$Xe$$^{129-136}$$, $$_{52}$$Te$$^{125-130}$$, $$_{53}$$I$$^{127-131}$$, $$_{55}$$Cs$$^{133-137}$$ 及び $$_{56}$$Ba$$^{135-140}$$である。解析結果の検証は83GWd/tUの燃焼度までなされ、解析と実測データは満足すべき一致をみた。

論文

PLUTON: A Three-group model for the radial distribution of plutonium, burnup, and power profiles in highly irradiated LWR fuel rods

Lemehov, S.; 中村 仁一; 鈴木 元衛

Nuclear Technology, 133(2), p.153 - 168, 2001/02

https://doi.org/10.13182/NT01-A3166
 被引用回数：9 パーセンタイル：56.08(Nuclear Science & Technology)

新モデルPLUTONは、燃料ペレットの半径方向出力密度分布,プルトニウム蓄積、及び燃焼度プロファイルを、照射時間,運転条件及び原子炉システムを規定するパラメータ,燃料状態の関数として予測する。PLUTONモデルの予測値を濃縮度2.9$$sim$$8.25%及び燃焼度21000$$sim$$83000MWd/tの範囲で実測値と比較した。その結果、実測値のみならず、Lassmanらによる周知のコードTUBRNPによる計算値とも非常に良い一致を示した。この新モデルは、MOXを含むすべてのタイプの軽水炉燃料に適用可能である。

報告書

On the development of LWR fuel analysis code, 1; Analysis of FEMAXI code and proposal of a new model

Lemehov, S.; 鈴木 元衛

JAERI-Research 99-069, p.43 - 0, 2000/01

JAERI-Research-99-069.pdf:2.05MB

本報告では、FEMAXI-Vコードのモデルの特徴のレビュー、及び被覆管クリープの、照射誘起微細組織変化に基づく新しい理論的モデルの提案をまとめた。高燃焼度における燃料マトリックスへのPu蓄積及び半径方向出力プロファイルの不均一性は、被覆管の照射誘起クリープ、FPガス放出、燃料熱伝導率低下、リム層ポーラスバンド生成、それと関連したスェリングなどの現象と相互に関連することにより燃料ふるまいに大きく影響することを指摘した。また、被覆管のクリープに関して提案した新モデルは、一般的な形に定式化されているので、炉外試験で得られた機械的性質を用いて、定常状態及び過渡変化時のZrベースの被覆管のふるまいの解析に対して柔軟に適用可能となる。本モデルは、実験データにより評価されたが、今後特に出力変動時及び過渡時について検証が必要である。

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