中性子吸収物質の配置による効果

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(a) これまでの炉心 (b) 内側炉心下部への中性子吸収体配置 図 4.4-1 内側炉心下部を削除して中性子吸収体を配置する体系

また、内側炉心下部は、ペレット部分を削除した燃料ピン（被覆管のみが存在する）を配置す る。

このケースを含めて、以下の４種類の中性子吸収体配置に対して、健全炉心体系における実効 増倍率を解析する。

RB-less-Case1：内側炉心領域の制御棒チャンネル下部に吸収体を配置（図 4.4-2）

RB-less-Case2：内側炉心領域かつLAB領域にある制御棒チャンネル部分に吸収体を配置（図

4.4-3）

RB-less-Case3：Case1に加えて内側炉心領域のLABを削除して吸収体を配置（図 4.4-4）

RB-less-Case4：Case3 に加えて内側炉心／外側炉心境界の制御棒チャンネル部分へ吸収体を

配置（図 4.4-5）

解析においては、もんじゅの後備炉停止系に用いられたB4C（B10の濃縮度90%）データを参 考に設定した。

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図 4.4-2 RB-less-Case1 中性子吸収体配置

図 4.4-3 RB-less-Case2 中性子吸収体配置

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図 4.4-4 RB-less-Case3 中性子吸収体配置

図 4.4-5 RB-less-Case4 中性子吸収体配置

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これらの４ケースでは、中性子吸収体が健全炉心体系の実効増倍率を若干低下させるため、体 系全体の Pu

富化度を増加させて炉心の性能を維持する必要があることが分かった。また、RB-less-Case1とRB-less-Case2を比較した場合、中性子吸収体の配置場所を炉心位置より下に移動

させることで、健全状態での中性子吸収効果が低減することが確認できた。中性子吸収効果が減 少することにより、RB-less-Case2のkintactはRB-less-Case1と比較すると約 0.65%dk/kk’増加 する。

一方で、これらの体系で内側炉心のみが溶融し、溶融炉心プールの下部を中性子吸収体で囲む 構造で計算を実施したが、溶融炉心プールを含めた全体系の実効増倍率に対して、中性子吸収体 が与える影響は小さく、内側炉心からなる溶融炉心プール体系を未臨界とするには不十分である ことが示された。即ち、RB-less-Case3 で、内側炉心のみが溶融すると図 4.4-6 の状態となり、

この体系での実効増倍率を評価した結果、臨界を超過していた。溶融炉心プールの高さは約43cm であり、図 4.4-4 に示す健全時体系での実効増倍率と比較すると、極僅かな負のコンパクション 反応度（-0.4%dk/kk’）が挿入されるが、体系全体が未臨界に至ることはない。

図 4.4-6 RB-less-Case3 内側炉心プール形成

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これらの解析から、制御棒チャンネルの下部やLAB領域に吸収体を設置しただけでは、溶融炉 心プール形成時の臨界性に対する影響は十分ではなく、未臨界に達するまでの効果は得られない ことが分かった。