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20

-80 -60 -40 -20

1 10 100 1000

Frequency [Hz]

CPSD

[dBVr] Prompt-Neutron Decay Constant D₀=2297.3㼼118.3[s^-1]

Pulse Repetition Frequency 100[Hz]

Ȱ ߱ ൌ ܣ଴

ߙ଴ଶ൅ ߱^ଶ

masked

䜽䝻䝇䝟䝽䞊䝇䝨䜽䝖䝹ᐦᗘ

࿘Ἴᩘ 100[Hz], 䝟䝹䝇ᖜ 25[ ʅƐ ]

21

-80 -60 -40 -20

1 10 100 1000

Frequency [Hz]

CPSD

[dBVr] Prompt-Neutron Decay Constant D₀(Peak)=1821.9㼼24.1[s^-1]

Pulse Repetition Frequency 100[Hz]

Ȱ ߱ ൌ ܣ_଴

ߙ_଴^ଶ൅ ߱^ଶ൅ ܣ_ଵ ߙ_ଵ^ଶ൅ ߱^ଶ

䜽䝻䝇䝟䝽䞊䝇䝨䜽䝖䝹ᐦᗘ

࿘Ἴᩘ 500[Hz], 䝟䝹䝇ᖜ 6[ ʅƐ ]

-80 -70 -60 -50 -40 -30

1 10 100 1000

Pulse Repetition Frequency 500[Hz]

Frequency [Hz]

CPSD [dBVr]

Prompt-Neutron Decay Constant D₀=3528.4㼼382.6[s^-1] Ȱ ߱ ൌ ܣ଴

ߙ଴ଶ൅ ߱^ଶ

masked

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20 2154.5

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197.0 6.16

㼼

3.48

100 2297.3

㼼

118.3 6.63

㼼

2.28

500 3528.4

㼼

382.6 10.63

㼼

12.26

23

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[Hz]

༶ ༶Ⓨ Ⓨ୰ ୰ᛶ ᛶᏊ Ꮚῶ ῶ⾶ ⾶ᐃ ᐃᩘ ᩘ

ɲ₀[s^-1]

཯ ཯ᛂ ᛂᗘ ᗘ౯ ౯್ ್

ʌ΀йȴŬ/k]

20 1768.2

㼼

24.6 4.91

㼼

0.37

100 1821.9

㼼

24.1 5.08

㼼

0.38

500 ͸ ͸

䠄

500[Hz]

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4.43

㼼

0.14 FC #1,#2

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2.92

㼼

0.12 FC #1,#2,#3 䝡䞊䝮䝖䝸䝑䝥ἲ

✚ศἲ

1.70

㼼

0.05 BF₃ #1,#2

㏫ື≉ᛶἲ 5.20㼼0.11 BF₃ #1,#2

䝟䝽䞊䝇䝨䜽䝖䝹ゎᯒ

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7.81

㼼

7.47 20Hz,100Hz,500Hz 䝢䞊䜽ᡂศ 5.00㼼0.38 20Hz,100Hz 䝟䝹䝇୰ᛶᏊἲ 4.95㼼0.16 BF₃ #1

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24

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25

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表1. KUCAで実施したTh-U均質混合炉心

0.988 0.992 0.996 1.000 1.004 1.008 1.012

C/E値

Th/U = 12.7 Th/U = 15.2 Th/U = 19.0 H/²³⁵U = 150 H/²³⁵U = 210 H/²³⁵U = 320

図1. 実効増倍率のC/E値

0%

10%

20%

30%

40%

0.0E+0 5.0E-2 1.0E-1 1.5E-1 2.0E-1 2.5E-1 3.0E-1 3.5E-1 4.0E-1

1.0E-4 1.0E-2 1.0E+0 1.0E+2 1.0E+4 1.0E+6

Th捕獲断面積の標準偏差

感度係数[/(dR/R)/(ds/s)lethargy]

エ ネルギ ー[eV]

B7/8"P12ETEETEE の感度係数 B10/8"P9ETEETEE の感度係数 標準偏差

図2. Th捕獲断面積のサンプルワースに対する感 度係数およびTh捕獲断面積の標準偏差 表2. 断面積補正前後のサンプルワースのC/E値

B7/8”P12ETEETEEのC/E値 0.922 0.927 0.984 0.939 0.975 0.924 0.921 B10/8”P9ETEETEEのC/E値 0.936 0.943 1.006 0.951 0.982 0.937 0.935

エネルギー[eV] 断面積

～0.0015 0.0015～ 補正前 0.046

0.046

～0.39

0.39～

17.6

17.6～

3350 3350～

Unit Cell 232Th / 235U H / 235U

ID ratio ratio

B4/8"P24EU-Th-EU-EU(3) ETEE4 142

B6/8"P17EU-Th-EU-EU(3) ETEE6 213

B3/8"P48EU16Th(3) EEET9 (EU16Th) 319

B7/8"P12ETEETEE(3) ETEETEE 149

B10/8"P9ETEETEE(3) ETEETEE 213

B3/8"P45EU16Th(3) ETEEEET (EU18Th) 319

B3/8"P30EU-Th-EU(5) ETE3 160

B4/8"P24EU-Th-EU(5) ETE4 213

B6/8"P17EU-Th-EU(5) ETE6 319

Core ID

12.7

15.2

19.0

Th-U 均質混合炉心の実験解析

～B7/8”P12ETEETEE 炉心および B10/8”P9ETEETEE 炉心～

Experimental analysis of the homogeneously-mixed Th-U core

～B7/8”P12ETEETEE core and B10/8”P9ETEETEE core～

大阪大学大学院 藤井 貴志

Takashi Fujii

本研究では、過去KUCAにて行われたTh-U均質混合炉心の実験解析を行う。各炉心の臨界体系における実効 増倍率のC/E値を評価し、特に昨年度行われたB7/8”P12ETEETEE炉心およびB10/8”P9ETEETEE炉心では、ト リウムのサンプルワースの C/E 値を算出し、また、サンプルワースに対する感度係数及び共分散データから得ら れる捕獲断面積の標準偏差から²³²Th捕獲断面積のもっともらしい補正量を評価した。

キーワード：KUCA、実効増倍率、サンプルワース、感度係数

1．緒言 トリウムは原子炉での使用実績が少な く核データの評価が不十分とされている。京都 大学臨界集合体(KUCA)では、トリウムの核的性 質を検討するためにトリウムを装荷した体系の 炉心の実験が行われてきた。本研究では、トリ ウムの核的性質を検討するのに比較が容易な、

炉心と反射体2領域から校正されるTh-U均質 混合炉心に着目し検討を行った。表1にKUCA で実施したTh-U均質混合炉心を示す。

2．計算方法 臨界体系における実効増倍率はモンテカルロ計算コードMVP(History：1億)を用いて計算した。サ

ンプルワースは MVP 及び SRAC-CITATION(3 次元,107 群)を用いて評価した。また感度係数は感度解析コード

SAGEPを用いり、捕獲断面積の標準偏差は核データ処理コードNJOY99を用いて算出した。ライブラリはいずれ

もJENDL-4.0を使用した。

3．結果及び考察

3.1 実効増倍率のC/E値 MVPを用いて算出した臨界体系における実

効増倍率のC/E値について、H/²³⁵Uの近い炉心（スペクトルの近い炉心）

同士で比較したものを図1に示す。いずれもC/E値が1を超えており、

またTh/U値が大きい炉心ほどC/E値が大きくなっていることが分 かる。Th/U値が大きいほど臨界体系の炉心が大きく、装荷されている Th板の枚数も多いことから、Th捕獲断面積が過小評価されていることが 考えられる。

3.2 サンプルワースの C/E 値 算出したサンプルワースの C/E 値は、B7/8”P12ETEETEE、B10/8”P9ETEETEEの両炉心におい て1より小さい値をとっている。このことからもTh捕獲断面積 の過小評価が考えられる。またTh捕獲断面積の補正量を評価す るため、両炉心のサンプルワースに対するTh捕獲断面積の感度 係数およびTh捕獲断面積の標準偏差を算出した。それらを図2 に示す。さらに、エネルギー領域毎に標準偏差分だけTh捕獲断 面積を補正した。SRAC-CITATIONで算出した断面積補正前後の C/E値を表2に示す。0.046～0.39[eV]及び17.6[eV]

～3350[eV]において、補正後のC/E値が特に1に 近づいていることが分か

る。

Th-U רឋฆӳ໐࣎Ʒ᬴ܱᚐௌ

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2012 ࠰ 12 உ 6 ଐ

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2012/12/5(൦)᳸12/6(ங) 1

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2

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KUCA ưᘍǘǕƨ᬴ܱ

3

Unit Cell 232Th / 235U H / 235U

ID ratio ratio

B4/8"P24EU-Th-EU-EU(3) ETEE4 142

B6/8"P17EU-Th-EU-EU(3) ETEE6 213

B3/8"P48EU16Th(3) EEET9 (EU16Th) 319

B3/8"P45EU16Th(3) ETEEEET (EU18Th) 319

B3/8"P30EU-Th-EU(5) ETE3 160

B4/8"P24EU-Th-EU(5) ETE4 213

B6/8"P17EU-Th-EU(5) ETE6 319

12.7 15.2 19.0 Core ID

KUCAưᘍǘǕƨTh-Uרឋฆӳ໐࣎Ʒ^᬴ܱ

KUCA ưᘍǘǕƨ᬴ܱ

4

Unit Cell 232Th / 235U H / 235U

ID ratio ratio

B4/8"P24EU-Th-EU-EU(3) ETEE4 142

B6/8"P17EU-Th-EU-EU(3) ETEE6 213

B3/8"P48EU16Th(3) EEET9 (EU16Th) 319

B7/8"P12ETEETEE(3) ETEETEE 149

B10/8"P9ETEETEE(3) ETEETEE 213

B3/8"P45EU16Th(3) ETEEEET (EU18Th) 319

B3/8"P30EU-Th-EU(5) ETE3 160

B4/8"P24EU-Th-EU(5) ETE4 213

B6/8"P17EU-Th-EU(5) ETE6 319

Core ID

12.7 15.2 19.0

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KUCAưᘍǘǕƨTh-Uרឋฆӳ໐࣎Ʒ᬴ܱ

ドキュメント内 KUGSiKUCA Program (ページ 131-138)