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密度係数法の大型高速炉への適用性

1975年3月

飯 島 勉

日 本 原 子 力 研 究 所

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JAERI-M reports, issued irregularly, describe the results of research works carried out in JAERI. Inquiries about the availability cf reports and their reproduction should be addressed to Division of Technical Information, Japan Atomic Energy Research Institute, Tokai-mura, Naka-gun, Ibaraki-keii, Japan.

この報告書は，日本原子力研究所がJAERI-Mレ>i1ートとして，不定期に刊行している 研究報告書です.入手，複製などのお間合わせは，日本原子力研究所技術情報部(茨城県 那珂郡東海村)あて，お申しこし〈ださい. JAERI-M reports， issued irregularly， de田rihethe results of同 時archworks田 町iedout in JAERI. lnquirie. about the availability cf repO'rts and their reproduction shO'uld be addressed tO'Division of Tedmical Informatic，)sJapan Atomic Energy Re昭archInstitute， Tokai.mu-.a， Naka.gun， Ib町aki・ken，Japan.

J A E R I - M 6 0 6 3

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i JAER工- M 6Q63 密 度 係 数 法 の 大 型 高 速 炉 へ の 適 用 性 日 本 原 子 力 研 究 所 東 海 研 究 所 原 子 炉 工 学 部 飯 島 勉 ( 1 9 7 5年 2月 12日 受 理 ) FCA V工-1 炉 心 の 密 度 係 数 を 用 い て 大 型 高 速 炉 の 臨 界 性 を 予 測 す る 場 合 の 精 度 ， 適 用 性 等 に つ い て 検 討 し た 結 果 の 報 告 で あ る 。 密 度 係 数 法 は 臨 界 実 験 を 行 左 う 体 系 に 会 い て 炉 心 構 成 物 質の密度係数を測定して，組成，体積の異7zる炉心の臨界位を実験値にもとづ〈外掃により求 め よ う と す る 方 法 で ， こ れ は 組 成 外 挿 と 体 積 外 掃 の2つのステップに分け「れる。組成外挿に ついては-30%.c.k/ k以 上 の 大 き 念 反 応 度 変 化(rC対しても 0.1~ ok程 度 の 精 度 ( 反 応 度 ス クーノレの誤差も含めれば0.3%"""註)で臨界性を外挿予測

l

出 来 る と と が 示 さ れ た 。 体 積 外 掃 に つ いても 2倍 程 度 の 炉 心 体 積 変 化 K対しては問題がなぐ 6傍 以L も大きい炉心K対 し で も 実 用 的7z精度で外挿出来ることが示された。とれらのことは Na冷 却 大 型 高 速 炉 に 関 す る か ぎ り ほ と ん ど す べ て の 炉 心 の 臨 界 性 はVI-1炉心から外挿可能であるζ と を 示 し て か り ， 叉 ， 高 速 炉 系 に は 組 成 ， 体 積 ， ス ベ ク ト ル が 異 友 司 て い て も 相 互 の 関 連 を つ か む の に 都 合 の 工 い Sys-"tema"ti巴Bを確立できる可能性があるという乙とを示している。

JAERI-M 6063

Applicability of the Density Coefficient Method for

Large Fast Reactors

Tsutomu IIJIMA

Div. of Reactor Engineering, Tokai, JAERI

( Received February 12, 1975 )

Applicability of the Density Coefficient Method ( D.C.M.)

for large f a s t reactors has been studied, with the density coefficients

of FCA Assembly VI-1. The method i s to predict experimentally c r i t i c a l i t y

of <• ir^w»n reactor* usin<* the density coefficients obtained by c r i t i c s !

experiment. It consists of two steps of extrapolation; i . e . , core

composition and core volume. For the former, accuracy in the c r i t i c a l i t y

extrapolation i s excellent. Criticality can be predicted With accuracy

of 0.1 %Ak ( 0.3% Ak including the reactivity scaie error ) , even when

the ^reactivity change due to composition change i s over -30 %£k/k.

C r i t i c a l i t y can also be estimated for the core volumes about s i x times

as large, with practical accuracy.

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目

次

1 . 緒 論 2. 密度係数法の概要

3

.

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-1

集合体!'L$';-ける密度係数の測定 一 ・…・…ー一一一一一-ー… 一 一 一 …

5

4

.

FCA V

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1

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5

5. 考 察 一一'ーー・・…・…....・H ・-、…...・ ー・…ーー一 一一一ー一一....，..一一一一ー- 1 5 6 むすび ー…一一一回・・・・・…・ー....・H ・....…ーー・-…ーー ・…ー一…--"'-"……...一.... ……・・ 1 6 謝 辞 ー・…ーー ー…一 ーー・ー………・・・・…ー…・ーーーー…ー…一一一 一一一一一--1 6 参考文献 一 一 一 ー ー ー … ・ … … ・ ・ … … … ー ・ … ー ー ・ーーー…一一一 一一ーーー---…ー一一一 16

J A E R I - M 4 0 6 3

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は臨界実験を行念う体系1'C:l?いて炉心構成物質の密度係教を測定して， 組 成 ， 体 積 の 異 念 る 炉 心 の 臨 界 位 を 実 験 値

K

もとづ《外挿により求めようとする方法である{1L 本法の開発の発端は高速実験炉「常陽J とそのモ哩クアップ炉心である FCA V炉 心 と の fissile 物質の密度の違い，と

o

亡プルトニウム高次同位元素の違いの影響を実験的I'C求め ようとしたととろ

K

発 し て い る 。 し か し そ の 後 本 法 の 適 用 性 を 調 べ て 行 〈 う ち 陀 適 用 性 { 外 挿 可 能 範 劉 〉 が 意 外 に 広 い と と が 判 明 し 又 ， 系 統 的 ， 一 般 論 的 念 理 論 的 裳 付 け が を さ れ て そ の 有 用 性 が 確 立 さ れ る に 至q たo FCA V-2炉 心 で 測 定 さ れ た 密 度 係 教 は 実 験 炉 ク ラ ス の 中 型 炉 の 臨 界 位 予 測 に は 精 度 良 〈 適 用 さ れ ， 実 際 に も 「 常 陽

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の 設 計 に 際 し て そ の プ ル ト ニ ウ ム 富 化 度 決 定

K

用 い ら れ た 。 高 速 原 型 炉 「 も ん じ 曲 」 の モ 叩 タ ア ッ プ 実 験 が 始 ま っ た 後 ， 本 法 を 大 型 炉 I'C適用するため「もんじゅ」の外側炉心の物理的モヲクアvプである FCA V工ー1炉心(2)で 密 度 係 数 が 測 定 さ れ た 。 大 型 炉 の 臨 界 性 を 系 統 的 に 研 究 す る の が 目 的 で あ り ， 出 来 る だ け 用 途 の 広い汎用の密度係数を限られた量の燃料を明いて得るため種々の工夫が念された。 VI-1炉 心 は

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ドライパーを持つ

2

領 域 ゾ ー ン 炉 心 で あ る が テ ス ト ゾ ー ン 組 成 だ け の ー 領 域 炉 心 の 密度係教を実験的に求めるためセクタ一系に組み変えて測定を行:t.i:....，た。クラン，プルトエウ

(

3

)

ムについては同位元素組成の異左るサンプル物質の密度係数から各同位元素別の{直に分離した。 反応、度スクールは燃料物質の組成密度係教を計算値

K

規格化する方法(1)!tC依・った。 ζれらV工-1 炉 心 の 密 度 係 数 を 用 い て 犬 型 炉 の 臨 界 性 を 予 測 す る 場 合 の 精 度 ， 適 用 可 能 範 囲 等 に つ い て 詳 細 念 検 討 が 行 な わ れ た 。 そ の 結 呆 ， ナ ト リ ウ ム 冷 却 のPu-u酸 化 物 燃 料 大 型 高 速 炉 K関する限り ほ と ん ど す べ て の 炉 心 はVI-1炉 心 の 密 度 係 数 の 適 用 範 囲 内 に あ る と と が 明 ら かK左司た。 本 報 告 書 で は 第2章 で 密 度 係 数 法 の 概 要 ， 第

5

章 でFCA VI-1集 合 体 陀 が け る 密 度 係 数 の 測 定 ， 第4. 5]孟でこれら密度係教の大君

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ヨヘの適用伎について実験，計算雨留から検討した 結果について述べる。

2

.

密度係数法の概要(I)

一 般 陀 体 系 の 各 領 域 の 組 成kそ の 寸 法 ( 体 積 ) を 与 え れ ば そ の 体 系 と 臨 界 性 が 決 ま る 。 ぞ と で 体 系 ベ ク ト ル (a自semoly ve巴"tor)を k 領域 m 物 質 (1)

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0 2 -.TAERI-M 6 0 6 3 で 定 義 す れ ば 臨 界 性 はAで 一 義 的 に 決 ま る 。 す 念 わ ち 司 令

k 孟(A) or p=.p(A)→ k(A)-1 →

k (A)

(

2

)

叉4組 成 と 体 積 を 変 え る 乙 と

K

よ り ど の 炉 心 ゑ ら ど の 炉 心 へ も 移 る と kが仕i来 る 。 一 般 論 で 記 述 す れ ば 密 度 係 数 ( あ る 領 域 並 の あ る 物 質 問 乃 密 度 を 一 様 に 変 え た と き の 反 応 度 変 化 の 割 合 ) 0，_{一 一}_ dp 山 θN回

(

3

)

と 周 辺 質 量 係 数 ( 体 積 係 数 : 組 成 を 一 定

κ

し て 体 積 を 変 え た と き の 反 応 度 変 化 の 割 合 ) M"ー

-

θp a δ V . < を 用 い て ， 微 分 形 式 で は d P 1 ok.m d.Nk• m + 1.Mk dVk k

，

m k 積 分 形 式 で は ー今 司事参 ーー. ー→・ 6 p (A

→

，

AB )=p(AE)-P(A1)=f 12mCK

，

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，

m + E hdVK} 一 惨 ' ム→ん と表わされる。

C

，

M

はもちろん

A

の関数である。 (4)

(

5

)

(6) 密度係数法によ1)， 臨 界 笑 験 を 行 危 う 炉 心 か ら 組 成 ， 体 積 の 異 念 る 炉 心 の 臨 界 性 を 外 挿 す る 実 際 の proc e

a

.

ur eは 次 の 如 〈 で あ る ( Fig. 1 )。主ず，臨界実験を行宏う体系 iで 測 定 さ れ た 密 度 係 数 を 用 い て 体 債 を " ， の ま 宮 組 成 だ け を 目 標 と す る 体 系2の も の に 変 え た と き の 反 応 度変化 (6p') を 求 め ( 組 成 外 挿 )，次

K

組成 2の ま ま 体 績 を 最 終 目 標 値 ま で 変 化 さ せ た と き の 反 応 度 変 化.6p"を 求 め る ( 体 繍 外 桶 ) 。 各 ス テ ヴ プ の 実 効 増 惰 係 数k，反応度変化.6pの間 には .6p' で ナ ー 一

τ

ァ ゆ1 “ 6p" て ア ー

τ

ァー ~2 .6p

，

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，

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8

)

(9) の 関 係 が あ る 。 プ ラ ン ケ ぅ ト の 組 成 .

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の 段 階 で sJ:apH faC1;or 等はk2の段階で計算{直にもとづき補正するが一般にそれらによる誤差ば小さ 11>。 -2-一 、

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Proc edur e o:fD. C. M. α} 組 成 外 挿 zztC辛子ける係数の 1直 を 用 い て 通 常 の 摂 動 論 で 直 線 外 揮 で き る 範 囲 は 比 較 的 せ を い 。 し た が 司 て係数の変化をと b 入れた"曲線外挿"を行念う。~で臨界実験を行念い測定される密度係数 は 互 に か け る 徴 少 密 度 変 化 に 対 す る 値 で あ り 一 次 近 似 の 摂 動 論 に よ る 計 算 値 に 対 応 す る 。 組 成 1から2へ の 密 度 変 化 に よ る 反 応 度 変 化 のα曲 線 外 挿 " の や り 方 は 次 の 如 <.である。す念わち.

1

→

2

聞 の 実 効 的 を 密 度 係 数

C

皿 を 求 め て 外 挿 す る 。 原 下 炉 方 程 式 を

(-A

十

主

)tt

=

0

とす ると白 xac~ perturba~ion theoryで は

Fig. 1

> 一

角 一 AA

一

A

一

十 一 仇 一

く

一

>

“ 。 ω -3 ， ' 日 ， 、 、 ，

>

一

守

j ， 偽 偽 一 I 街 町 F 一 く A

一

+

i

-A V

一

く 一 1 一 回 一

。

。

と 表 わ さ れ る 。 く >はエネルギ-j;>よび空間

κ

つ い て の 積 分 ，.c..F =c..(νlf)，c..A = ~.! ...

+

gr3.d _c..D gradヰ<)である。したがって容易

κ

分 る よ う に 実 効 的 ( 平 均 的 ) な 密 度 係 数 は 初 期 値G皿l K対 し 次 の 如 〈 補 正 係 数 を 掛 け れ ば 求 ま る ((10)式 で

h

を 向 で 会 き か え て 考 え る ) 。 c..t?1-ー噌 = くIH]r> ん ¥ く1J0f> 。 皿 二 ...ml

¥--，一一一¥

u'v}//(で τ

一一一、

5a/〉 ~，品 Z (ii) 会会 A 珂J 制n 辰野，-も~)

_

1

-

ふ l;;.(IJヨヨt1%1弓s.lV'- ":1V t..Vd. 自由 C_m C_ID1

D

.

C

_m

C

_m1て .

D

1 吸 収 物 質 に 対 し て は

、

(t~ -<砂 金 反 応 度 変 化 は ap=fOm-AbJInkより求められる。 (11)式 で 右 辺 の 断 面 積 に か け る く 〉 は

A

1 のスペク山内び随伴スベクトルでのm物質断面積の双加重平均を表わす。 ~K ついては 正 確 に は iterationが必要であるの又，散乱物質陀ついては厳密陀は散乱項成分にだけ工る./11

を掛けるベきであるが百の変化が大き〈左い場合κ は密度係数自体 K 瓦/~を掛けても大き念

誤差は生じ tい。 Eは 1;

2

各 組 成 で の ス ベ ク ト ル 平 均 ( 一 群 依 散 係 数 ) で あ る 。 実 際 の 応 用 の 場 合 も 補 正 係 数 と し て は 計 算 値 を 用 い る が 補 正 係 数 の 誤 差 に も と づ 〈 結 果 の 誤 差 は 一 般 に 小 散 乱 物 質 陀 対 し て は .!tn- ! も 四 -3 D. D.1"0..

，

.

.

.

.

L:>.Nm 3.!tn'.!も四 -ffi 山 山 岨 -3ー 3.!tn c..lJ

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-ーーー一一-一 3.!t四 *)注

J A « B ! - u A o A 5

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" M f t # " * ? T 4 9o ^JfcftW^ffcKftL-C'feiESiKtofl-lffc'fTttS feto "noraalized

edge mass coef f i c i e n x ( ffifeft mm'M.M^W^ ) " B % &©£fl < <£m L t f f l k % 0

d p B dV kV d/> = d k / t f <D df {& £ f£ 5 t (19 dk k dk / k = B — V tr± B = / (1(3 dV V ^ f i d V / V m

c<r> B ( x t t B ) ) i 5 t f t t l o i ^ f t * % o IS^ftKow-ctt 1 0 *JiL_h» kfEKo^-cti

3 ~ 5 | o i n * 5 « i i I i ^ » H » i f ^ 2 ) i f f l i L i S > t i : 4 V > o t n t t k-Vft®jJs|H|#:ffcT

<o kfir^te-fb tx Li #-tt®iWffi<nm£<a&WtfX

:

'&afJl83 ft5 c i K I 5 . f i a S f l : ^

k, _ kT OP ( V2) _ P ( V „ ) _ V2 B

:<-i kooPcv,) p ( v , ) v,

O J: 5 K V, t V8 "T « non-leakage p r o b a b i l i t y P(V) Wit«0 ^ #!!{& L , vot -*? <Ja <D

S S ^ t t M * * * %o H l t l K I ! ) * » 5 K t t # : i V,, V2 - c o k f l c o f t ^ J I . ^ t a n n i c i & *

to & o

4

-:

rA哩'R!-M 60'~ き

さいo (1!l式に卦¥1>てくμ

of>/k

₁ー く σa>= く6も>とか〈と，

uι¥ く

V

O

r

>

，~ セ'~r.，.-ーくOa>= く

O

t

>

+ τ一(-~ -1 ) と~るので，核分裂物質 K 対する補正係数 f_m= Cm/C_nuは

+

<

1

1

σ"f>ν f皿

=1+

くσ内も> '~

。

4

と 怠 る 。 く の ， くνG'f>/同 は 夫 々 核 分 裂 物 質Eの体系五陀bけ る 密 度 係 数 卦 工 び ぞ れ の fis-s10n source成分陀比例するので，摂動計算結果から容易に fm が求められる。ーく Oa> は 吸 収 ， 減 速 ， 拡 散 等fi日sion source以外の項すべてを表わす。

(

2

)

体 積 外 挿 次のステップである，組成を 2にした状態で炉心体積を目標とする炉心まで変えたときの反 応 度 変 化 は 周 辺 質 量 係 数 を 用 い て 求 め る 。 周 辺 質 量 係 数 も 炉 心 体 積 と と も に 変 わ る の で や は

b

“飽線外挿"を行左う。犬舎1i体積変化に対しても正確にとの外挿を行なうため..norlllalized

自dge mass coefficienc (規格化周辺質量係数)"

B

を次の如〈定義して用いる。

dp B d V k V (1Q dp =dk/回の!菊係を使うと k

一

_v

B K

一

v

d

一

4 叉は k

一

v

' e t

-，

I ' J - K

一

V 4 一 d

一 一

己

n

!il V_1→ 1品 開 で は 実 効 的 係 数Bとして k.

v

.

B

τ=

( 寸 )

百

。

このB(又は B ) 1，-.1計算;f青度の良い量である。臨界最については 10 ~以上. k lf匿については 3-5婦の差のある断面積セット 11司でも--2 %の差しか生じない。とれは注-V曲線が同体積で のk飽 で 規 俗 化 し て し ま え ば 紙 面 積 の 誤 差 の 影 響 が 大 部 分 打 消 さ れ る と と 陀 よ る 。 周 辺 質 量 係 数 の 実 験 値 を 1- 2 ~の精度で求める乙とは鴎難なので計算値を用いて外挿する。帥式の B も 精 度 良 〈 計 算 さ れ る 。 そ の 鑓 由 は ， 近 似 的 に は

、

~ kc司P(V₂₎ P(V₂₎ ，VhB 一 一 = 一 一 一 一 一 = 一 一 一 ( ー 」 ー (8)

:

'

1

k

O

O

P (引 P(V

₁

)

，

v

_

のようにV1と ち で の non-leakage probabilicY P(V)の比のみが関係し， νO fやOa の 昔日き註∞ K 関係する断面積の誤差は大部分打消されてしまうからである。 u司式 K よ b 体系~の 臨界性、が求まる。 Bを計算により求めるには体積 V1，V2でのk債の計算値から

o

n

式 に よ り 求 める。 4

-3. PCA vjr-i M&m^*$tftz>'m&$&mm

{8)

*i6i 5 k?%®m%ntt&z®n<o®&*Fk&foKfrfc^x~MK®'p&it-$ititm&

t ? ^ h / - y f l ^ K l f t L f t - t ^ * - ^ ( VI-1-S2 & £ • # ) r * 5 * £ K K JC i l f ^ h /

- y—ffi#r'fr©&«i&&#*ifciH>K:*»fcfrfco Table 1 K vi-1 $|&#:ra *§(£**-to

4PJSoS?^KoiA-cttgiJ©'S-|g

( 3 )

K:a5'<ibti-riA?,

0

^ K ^ « * ^ / ^ * f i : - e f t « a - f j f e » «

ft#J@ ( 7*>\ -V* t 0 - 2 3 5 ) <DmbX®mmWL

(1)

<Dm%im.1 1 35L6ft,*ft3¥fiia5 3 94

( J _ F _ O ( 0 . 5 4 6 ) , R C B N ( 0 . 5 3 7 ) , A.B B N ( 0.5 3 5 ) © ¥ ^ f l ) K*§ L^ h * - ^ T Po*

8 £ L * ( ft = a 0 4 7 5 # ^ / k )

0

£ t r / o

0

t t /« 9 £ - £ # © 0 - 5 0 « i ^ h p - *IC*JtE

$£fc&8&=» - K S I M P L E - D

( 4 )

|>t Jt SftStffl fc i % K^-f

0

i t » f i t t t J - F - J T * * h # 5 !

ifeffi©3*S*fit##:« ( Table 3 #P8 ) JC**-*"* 4 o r , tffett k = 1 KttfE-tSNU

7

- 5

y^-•y h ti&M&foVCti-tZ 4 0 - C * 5 , Table 2 i f ) , t ( K P u - 2 4 0 , P a - 2 4 1 , H - 2 3 8 ,

s u s © — gc#6. < * u c. i i)ifth- !3ig©*sfeM'r)*s^<D4

3

lcw:S(BS-

x

'*'—^©ISMWA

o t l f l S l r t i i , - t f t t t t 1 <&&!£.£ 33*. bilbo

4 PCA v i s &£MfS<SMS©*8i«#M*?«!^©itffl

?Mft)fftfiE% T a t l e 3' I C ^ - f

( 2 , 0

M ^ y y ? ^ , h ttrafgj'JF,6w!S##ft Ji 4 7 2.6^

t * 5 o 2j^7cR-Z K J; ^ R M f B + W i ^ ^ f f B ^ i t ^ ^ ^ ^ t o f c s h i p s f a c t o r = 0.8 9 6 3

ZmbxX&M&ft$tli±4 2 3.6 g biho J - F - D -fe .vH<C Jt *, k

e f f

3tWffitt0.9 9 4 8 4 t r

5

-JAER工-M 60f5

3

.

FCA

Vl-

l

集合体における密度係数の測定

(8) 求 め よ う と す る 密 度 係 数 は あ る 物 質 の 密 度 を 炉 心 全 体 に わ た 司 て ー 嫌 に 微 少 変 化 さ せ た 場 合 の 反 応 度 変 化 の 割 合 で あ る が ， 実 際 に 炉 心 全 体 に わ た 司 て 一 度 に 密 度 を 微 少 変 化 さ せ るζとは 実 行 不 可 能 で あ る 。 し た が 『 て 密 度 係 数 の 測 定 は 測 ろ う と す る 物 質 の 反 応 度 価 値 の 空 間 分 布 を 測 定 し そ れ を 炉 心 全 体 に わ た 司 て 体 積 積 介 す る と い う 方 法 に よ る 。 実 際 の 測 定 で は ， 体 系 が 円 筒 炉 心 な の で 測 ろ う と す る 物 質 の 量 を 標 準 の 燃 料 引 出 し と 変 え た " サ ン プ ル 引 出 し " の 炉 心 半 径 方 向 反 応 度 ト ラ パ ー ス の 結 果 を 炉 心 断 面 に つ い て 数 値 積 分 す るζとによ司て求めた(軸方向 については測定の際積分済み)。 密 度 係 数 の 測 定 を 行 宏 司 た 体 系 はV工ー1集 合 体(2}〈ゾ-:y系〉のドライパー領域のうち 90。 を テ ス ト ゾ ー ン 組 成 に 置 換 し た セ タ 高 一 系 (

v

工-1-S2集合体〉であるが乙れに.1:

T

テストゾ ーンー領域炉心の密度係数が実験的I'L求められた。 Table 1 I'LVI-1集合体の組成を示す。

炉 心 構 成 物 質 す べ て に つ い て 密 度 係 数 が 測 定 さ れ た 。 サ ン プ ル 引 出 し の 装 填 状 態 そ の 他 詳 細 な 測 定 の 実 際 に つ い て は 別 の 告 報¥djl'L述べられている。密度係数をAk

/k

単 位 で 表 わ す た め 燃 料 物 質 ( プJレトエウムと U-235)の組成密度係数(I)の実験値 11.55.6poを計算値 0.5.59 4 ( J -F -0 ( O.5 4 6 ，) R C B N ( 0.5 .57 ). A B B N ( 0.5 .5 5 )の平均値〉に等しいとbいてPoを 較 正 し た (Po=O.0475%L:>孟

/k)

。ζとでp。 は 必 ? 安 全 棒 の0-50/llllストロータI'L対応 する反応度価値でみゐo&/k/1 03 ' a1:om日

/0

が の 単 位 で 表 わ し た 密 度 係 数 実 験 値 を 一 次 元

鉱散・

f異動コードSIMPLE-D(4)κよる計算値とともに示す。計算値はJ-F-JIセットが実

験 値 の 球 形 臨 界 体 積 (Table 3 参~('I ) I'L対するもので，他は k = 1陀対応するN Uプラyケ ット付球形炉心陀対するものである。 Table2 よ り ， と (I'LPU -2 40. PU -24 1.

u

-2.5 8. 8USの一致が良ど左 h ととが分るc同安の実験(債の婆差の中には反応度スケーJレの誤差は入 可てい念いが，ぞれは士 1~程度と考えられる。 セ ク タ 一 方 式 の 妥 当 性 に つ い て の チ ェ ッ ク は 別 の 報 告 書(8)に 述 べ ら れ て い る が ， 実 験 ， 計 官 両 面 か ら の 検 討 陀 よ り 十 分 の 精 度 で ー 領 域 炉 心 の 密 度 係 数 の 備 が 得 ら れ たζとが示されている。

4

l

.

i

'

C

A

"

1

--1集合体密度係数の大型炉臨界性予測への適用

本意では FC A VI-1集 合 体 の 密 度 係 数 を 用 い て 組 成 ， 体 績 の 異 念 る 大 型 高 速 炉 の 臨 界 性 を 予測する場合の将度，適用可能範明等について検討した結果陀ついて述べる。 未 知 炉 心 の 臨 界 性 外 掃 の た め の 出 発 点 陀 在 る 炉 心 は VI-1テ ス ト ゾ ー ン ー 領 域 炉 心 で そ の 臨 界最実験値をTable 3 !'C:示す(2)。 劣 化 ウ ラ ン プ ラ ン ナ ッ ト 付 円 筒 炉 心 の 臨 界 体 積 は472.6f である。 2次元R-ZI'Lよる円筒計算と球形計算の比較から求めた Rhιpe fac1:or

=

0.8 96.5 を用いて球形臨界量は4;!o5.6Rと左るo J

-

F

"

-

I

I

セヴトによる keff言十策値は 0.99484で

J A E R I - M 6 0 4 3

Table 1 Composition of Assembly' VI—1 (lO^/cm?)

G o r e B l a n k e t , M a d e r i a l ( T o s t z o n e ) C B.U. ) P u - 2 39 0. 1 5 6 8 7 P u — 2 4 0 0. 0 1 4 0 0 P u - 2 4 1 a B o 'i 6 o H - 2 3 5 0.0 0 1 5 1 6 0. 0 0 8 6 IT - 2 3 8 0. 6 9 0 5 1 4. 0 0 7 0 0 1. 5 5 9 8 M a 0. 7 6 S 6 A l 0. 1 5 5 4 2 O r 0. 3 5 5 2 a i 8 2 7 P e 1. 3 0 0 4 0. 6 6 5 2 N 1 a 1 6 3 9 0. 0 7 9 6 4

Table 3 Critical parameters of Assembly VI—1

( One region core—DU blanket )

E x p e r i m e n t C a l c u l a t i o n C o r e h e i g h t C o r e r a d i u s C o r e volume E q u i v a l e n t s p h e r e c o r e v o l urn e ^ B l a n k e t t h i c k n e s s 9 1.4 4 an 4 0.5 6 cm 4 7 2.6 I 4 2 3 6 I 2 2 cm. k —e f f e c t i v e 1.00 0 0.9 9 4 8 4 ( J - F - U ) 0.9 8 5 5 ( J - F - O ) 0.9 7 1 3 C RC BN ) 1 . 0 2 3 8 (ABBN"} >)c S h a p e f ao t or = 0.896 3

6

-;rAERI-M 品目 65

Table 1 COlli:posi-Cion 01' As・ 目 的ly VI-I . ( 1

0

2γC1rr'I)

Ma~er1al PU -2 59 Pu-24日 Pu-241 U -255 LT -258 O Na Al Cr ￨ N _ 1

~

Qors Blanke耳

{Test zone) (D.U， ) 0.15687 日目白140 日 且u0 1'6 0 0.001516 O.日086 日69051 4.日070 1. 5 59 8 。 目76 :; 6 0.15542 。 目3552 且1827 1.3日04 0.6652 日16 59

a

日79 6 4

Tabls 3 Critical parame-cers of Asse~bly VI-1 (One region cors-DU blanke1; )

Experi田ent

I

Qore height 9 1.44 cm core rad~us 40.56 CI冗 Qore volume 472.6 t E q M m i enz y h e re core VOluIDe 42五品 t Blankeも ' thickness 22 cm 0.9 9 484 ( J -F-ll ) k-effective 1.00 0 0.9855 (J-F-O) 0.9 7 1 3 (RC BN ) 1.0258 (AilBN) 本 Shape facもor = 0.8963

-6-、

T a b l e 2 D e n s i t y c o e f f i c i e n t s of FCA VI—1 c o r e

( A k / k / 1 0

2

* a t o m s / o n ? )

M a t e r i l l J - F - H J — F - 0 B C B S * H O B S 3 * * A B B S E x p e r i m e n t ; I P u - 2 3'.' 5 4 0. 4 3 3 4.0 3 3 0.0 3 2 4. 4 3 2 6.0 3 3 2.6 ± 1.5 i = u - 2 4l] 6 S.O 7 0.7 6 0. 1 6 2.9 3 E 5 5 4.6 dfc 3. P u - 2 4 1 5 6 3.1 5 6 2.5 4 8 0. 1 4 3 5.0

4 4 a s

4 7 1. ± 1 5 U - 2 3 : 5 2 4 7. 1 2 5 6.6 2 5 0.4 2 3 7. 5 2 2 9. 5 2 3 3.1 ' ± 1 U - 2 3 3 - 9 . Q 6 — 1 0.3 - 1 0.6 - 7 . 7 8 - 7 . 1 6 — 6.3 ± 0.5 0 1.1 3 3 1.0 2 2 1.5 8 8 1. 0 3 6 1.8 4 7 1. 8 Q ± 0. 0 3 Na 1. S 8 6 1.5 0 0 1.9 6 7 1.5 0 4 1.9 2 2 2.7 3 ± 0. 0 9 Kl 0.9 0 9 0.7 8 4 0.8 3 7 0.7 7 1 1. 1 3 6 1. 5 8 ± 0. 0 5 | SUS 0.8 4 3 0.0 9 3 0.3 1 4 0.7 7 4 0.6 0 2 0.8 5 ± a 0 2 M O I - 1 2. 7 7 - 1 2.7 7 - 1 9. 1 6

- a o 9

- 6 , 8 Z H< O r i g i n a l d a ua ; BNDF/I3-I jjcf: o r i g i n a l da t a ; ENDF/iS-M

「一一一一一-Matari，il PU ・-23り i'u-24I) Pu-241 U -23:; U -233 O Na Ai.. n o -リ o-S M

一

ー

l

ー

Table 2 Densi -r;y coeffici en-;s of r F C A V工ー1 c司r白

(Ak

/k/1

Q2f乱-r;

oms/cm

8)

J-F-H J -F-O RCBN本 RCBN3*'ド ABBN EXpe1'1men1;

54日4 3 3 4.0 53且日 32 4.4 32 6.0 35 2.6 士 1 .5 6 5日 7日7 6 0.1 6 2.9 5 a5 5 4.6 士 五 5 6五1 5 6 2.5 48 0.1 4玉5.0 44&3 47 1. 士15 2 4 7.1 :.: 3 6.6 25日.4 23 7.5 22 9.5 2 3五 、 土 1 -9.日6 -1 0.3 -1 0.6 -7.78 -7. 1 6 - 6.3 士 0.5 1.1 33 1日22 1.5 8 8 1.03 O 1.847 1.8日土日.目玉 1.586 1.5日日 1.9 6 7 1，:;0 4 1.9 2 2 2.71)士 0.09 O.守口P 日.7自4 0.8 37 日77 1 1.1 3 6 1.58土 0.05 0.8 4 3 。日o9 3 0.3 1 4 0.7 7 4 0.6 0 2

一

-J

-1 2.7 7 -1 2.77

一

19. 1 6 - & 09 - 6.82 叫 h v 回出 H 1 医 hFEAVU ネ Orig1na 1 daもa;ENDFノ1l-1

4

斗く original data;ENDF/Jヨー

m

J

J A E H I - M 6 0 6 3 ,!

4 5 o Wlt©fl3&;&fc Ltfcte<73*

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'D'#flM2 3i<J*, 2 2 an Wft-tt? 7 V 7 ' 7 y ^ * tiMM

©fifSi-iOMS-Stt v i - 1 i:|B)D), r*> ^ D * j ^rtW'k®—'ffifeS'F'fr, ? C 4 v i - 2 *

&&-r;* h /-y~

l

m$.

!

iP>b, *-I?>"ffi#Sfllfefii<a*;&ZPB-VI Assembly * 7 - C * 5 o

(i) r ^ i ^ j Wfinj^o

f i s s i l e © Pu$$^ fc fg V»-C l/^ 5 <0 IC *t L f b ^ C ^ j 11(1801 f i s s i l e Pu %Slo-C*

>

Table 4 t £ ^ f t # » i £ ( R CM. )|C X %&%•&•?%)}&%.&*•$ n t V > 2>

0

R^iCfctVI-l

#(c i s RfcffisEifc ( f t m i t i - J t o ^ s S f g ) , K i S ^ ^ - f K ^ <b(7)^:-e^a6 7tn:

e f f

( R)± ) , &

Xt>'aireo-cti£Sfctt-®K £ £ k

e f f

, M ^ # K i 5 *tf> 7cgg-!rM:##*3 fix V> So t f ^ f l t t

ffiiE^Sfm tt v i - 1 *>XO-'VI-1 fc W\fcm<n r 4 A / D * J ftW-kK o ^ r M f c t t ^ f t f i r

4^ft8fr I t f O ^ C t t f E o - t ^ t o f c %<7)-T 4 5 o Taolra 2 KTfft VI-1 :jp,[j.<73 $Jgj&2|&Ct £ <Ts

f

m

% tfH-T VI-1 - r4,A,D^J SiJSI^^S?^ (¥*=) ) & & & & (St^fi*-li>*5ll8fl ) fc

Mif>^P = i C

m

f . ^ N

m

Jt ^ J x l G K ^ t S r ^ f t f t o C o K E K a E f k ^ i b S f.K(7)*K X & k

e

«

in

^SiEffi^ftfctSIJ^W-9. 42 ±0.1 6 # ^ H / k ( c W U t ^ f I t t - 8 . 4 3 5 ^ ^>k/k T ^ K

10 A l c A i o f t f ^ S o £»J|fctiE t. L T P u - 2 4 0, P u - 2 4 1 , U - 2 3 8 ©WffifS^^K

v i - i r,c,"frS!tM-r^ n>A,i;*j KWF•&$.!&<?>*•*£€ f t W f i w d i r e c t ^ m i W K x

%ff.0.9 1 64 K ^ LD. C.M. (C I%^(.#fl(l 0.9 1 78-C^wMtt 0.00 14-C*5o W C i t t

a a M . K xsffleg;^#oiaffltt3isg.^e: t % * L - c i « a

0

a ^ i c x 0**i«j*t7t#fl|^-#jc

£ %Bgff#«m»fIW: 6 73 ± 7 .£ t r * ^ o t m ^ ^ K t t R I S f f i ^ •>-- '^<r,mM ( ± i # ) tt

^ M ^ n t ^ ^ 7 i ^ a ^ # K f f s i ^ t t ^ j & s f t - t ^ s ^ o -en*5t^.-ci,iSMtt±i o ^ i

(2D ffeA/D^J rtflJJp/ij

VI-1 ^ C , T i A / C ^ J F ' J ' I I W ' k ' ^ f l - ^ S * Table 5 K ^ - f „ F^flJ*

3

,^ <T> t i s s i l a

JE<£$Um * f i s s i l e fe I K *t L T Id 1. 5 it^'O-X £ 4 fig It * <• tv> %

0

C. /' ' '

T

I - 1 fflSfc

8

-J'A E R I - M 6 0 6 5 あ る 。 外 挿 の 出 発 点 と し て は と の 炉 心 体 積42五6

1

:

.

22cN!摩 劣 化 ク ラ ン プ ラ ン クvト付球形 体 系 を 考 え る ( 以 後 と れ を

V

工

-1

炉心と称する}。 外挿の対象として選んだ炉心は「も A..f じ ~~J m判 例 伊 心tタヲ哩肢のー吾首惇 4戸，らfプランクマト の組成草子よび厚さは'11-1と同じ).

r

もんじゅ」の内側炉心のー領域炉心， FCA '1工-2集 合 体 テ ス ト ゾ ー ン ー 領 域 炉 心 ， が よ び 磁 界 量 実 験 伎 の あ る ZPR-V工 A自由embly ... 7である。 (1)

r

もんじゅJ外 側 炉 心 fもんじゅj外 側 炉 心 の 組 成 ネ は VI-1 炉心のそれに比較的近い。 ζれはリ工-1炉心が『も ん じ ゅ 」 外 側 炉 心 の 物 漣 的 毛 ッ ク ア ヴ プ で あ る か ら 当 然 で あ る 。 し か し V工-1 炉 心 で は92"

1'is周i1eのPU燃 料 を 用 い て い る の 陀 対 し 「 も ん じ ゅjでは80係1'i目aile puを 用 い て か

D

高 次PU同位元素の違いが夫きい。 Table 4

K

密 度 係 数 法 ( D. 弘M.)/1(よる腐界性予測結果が示されている。同表には V工-1 卦工び「もんじゅ」外側炉心の組成金よぴ組成差，実効密度係数のための祷正係数1';n.組成外 捕 に よ る 反 応 度 変 化 ( 計 算 値u よぴ実昼食値). 反 応 変 変 化 か ら の 式 で 求 め たkeff(向上〉易台 よびa.irec"G拡散計算による1{eff'体 積 外 婦 に よ り 求 め た 臨 界 最 等 が 示 さ れ て い るo計算{直は す べ て

J-F-

lIセヴトによるものであるo 補 正 係 数fmはV.:L-1が よ び'11-1 と 同 体 液 の 「 も ん じ ゅ 」 外 側 炉 心 に つ い て 拡 散 計 算 を 行 ない

l

i

:T必よび 041式 K従って求めたものである。 Taol内 2/1(示す V工-1 炉 心 の 密 度 係 数fてとの f血 を 掛 け て は-1→ 「 も ん じ ゅj組 成

i

尚 の 実 効 ( 平 均 〉 密 度 係 数 ( 計 算 備 が よ び 実 験 値 ) を 求 め c.p

=

~ Cm1'.凸 N皿 よ り 全 反 応 度 変 化 を 求 め た 。 乙 の 反 応 度 変 化 か ら さ ら に (7)式I'L.t !Jkeff

f

庖を求めた。 全反応度変化は実験値一呪42士0.16% ok/k陀 対 し 計 算 値 は-8.435%c.k/ kで 両 者K 1" c.並/主もの差があるoζの 義 は 主 と し てPu-240，Pu-241， U-238の断面積誤差に

よるもので. ζの例からも分るように，モッタアッフ・炉心で磁界実験を行左4 ても対象とする 炉心との組成の差の影響を計算値I'Lもとづいて補正しようとすると大き没誤差を生ずるという ζとであるo '11-1炉 心 体 積 に 対 す る 「 も ん じ ゅJ外 側 炉 心 組 成 の keff 計 算 値 はdirec"(;拡散計算陀よ る

f

直0.9164/1(対しD.C.M.に よ る 外 検

1

複は0.9178でその差は0.0014で あ る 。 と の 乙 と は D. 8. M. /I(.tる組成外挿の適用性が良いζ とを示していQ0 071式 K 工り求められた体積 9~ 挿陀 よる臨界体積実験{直は 673士7

e

.

で あ る 。 と の 寝 差 に は 反 応 度 ス ケ ーJレの議差〈士 1，JO)は 考 慮 さ れ て い る が 体 機 外 掃 に 伴 う 誤 差 は 考 慮 さ れ て い 念 い の そ れ を 考 え て も 誤 差 は 土10

e

程 度と考えられる。 (2)

r

もんじゅj内 側 炉 心

V工-1 から「もんじゅ」内似IJ炉 心 へ の 外 繍 結 果 を Table 5 I'L示す。内側炉心の fiDRile 濃 度 は 悶 表

κ

示 す 如 〈 外 側 炉 心 陀 く ら べ か な り 薄 い 。 組1戊 の 違 い や 反 応 度 変 化 が 大 き い た め 補 正 係 数f_mもfifl叫ユe 物 質

κ

対しては1.5前 後 の 大 ぎ な 値K念司ている。と i"1・吋I-1組 成 と内側炉心組成の 1111 の実効的(平均的〉街度係数が '1 I-1 組成での密度係数 (}JllúV~ 約1. 5 倍~ *注

r

もんじゅj炉 心 の 現 在 の 組 成 は 数 次 の 設 計 変 更 で 今 回 用 い た も の と は 多 少 呉 左 門 て い る 。

-8-、

Table 4 P r e d i c t i o n of c r i t i o a l i t y of MOM JO —OUTER core

by Density C o e f f i c i e n t Metnod (D.C.M.)

• • 1 Mil t e r i a l m C o r e c o m p o s i t i o n ( 1 02V c i »3) Na( V I - 1 ) " . ( M O N J U - O ) <^-Nm C o r r e c t i o n f a c t o r 1m R e a c t i v i t y c h a n g e (#•£»&,/k) J — F — n E x p e r i m e n t P u - 2 3 9 Pu—2 40 P u - 2 4 1 0 - 2 3 5 U - 2 3 8 0 Ka hi

sus

0. 1 5 6 8 7 0 . 1 1 7 4 6 4 - 0 . 0 5 9 4 0 4 0. 0 1 4 0 0 a 0 3 1 3 2 3 a 0 1 7 3 2 3 0 . 0 0 1 6 0 0 . 0 0 7 8 3 1 0. 0 0 6 2 3 1 0 . 0 0 1 5 1 6 0. 0 0 1 3 0 2 - 0 . 0 0 0 2 1 4 0 . 6 9 0 5 1 a 5 1 9 3 5 0 - 0 . 1 7 1 1 6 0 1 . 5 5 9 8 1 . 3 4 1 0 - 0 . 2 1 8 8 0 7 6 5 6 0 . 9 7 6 2 0. 2 1 0 6 0 . 1 5 5 4 2 0. - 0 . 1 3 5 4 2 1 . 8 1 9 5 1 . 8 3 6 2 0. 0 1 6 7 1. 1 3 1 4 1. 1! 7 8 1 1.1 2 6 3 1.1 5 3 6 1.0 1.1 0 7 6

//

//

//

- 1 5 . 1 7 7 - 1 4 . 8 4 2 1. 3 2 6 1. 1 1 4 3 9 5 2 3.3 0 5 - 0. 0 6 1 - 0 . 0 5 8 1. 5 5 0 1. 0 7 8 - 1 2 7 5 - 1 4 3 5 0. 3 7 0 0. 6 3 6 - 0 . 1 3 6 — £ 2 5 7 0.0 1 6 0.0 1 6 T o t a l

_!

- a 4 3 5 - ! 4 2 ± a H f D. C. M. * e f f * \ E i r e o t c al o. I 0. 9 1 7 8 0.9 1 3 9 ± CD 0 1 5 0.9 i 64 ± 0 . 0 0 1 8 * * | C r i t i c a l v o l uai e 6 6 4 1 6 7 3 i - 7 I * * %. F o r VI—1 c o r e v o l u m e ( 4 2 3 . 6 £ ) . K e f f ( D . C . M . ) o b t a i n e d by E q . ( 7 i sfcfc I n c l u d i n g e r r o r o f r e a c t i v i t y s c a l e core

pr由diction of critic

a

.

lity of MONJU-OUTER by Density Coeff1cient Me1;hod ( D，C.M.)

Tabl.白 4

-、

s u 一 K 一 一 / Z 一 必 n -d ι a n v -4 N m m r t 1 開 ? ‘

e

a

E 3 E Z

一

回 目

。

V J ' h ・ a

・

-V - 一 司 a ' h w G a e a u ロっrrection taC1ior f皿

Core co:nposi'tion (1日2ケC視り

M辻terjal J-F-ll ，c"・N_m け _.(MONJU-O) N:n(VI-l ) 血 -14.842 -15.177 1..¥3 1 4 -0.日 39406 且117464 日15 6 s 7 Pu-239 1.~ 1 4 1. 3 2 6 1. 7 11 8 1 五5日5 五952 1.1 263 -0.日5自 -0.06 i 1. 1 5 3 6 句 h v 同 国 H a 冨 1.0 7 8 一 乱4 3 5 。 白 色 相 刷 0.6 36

「-~パ

! 日

16 4 :1: 0.0 0 1

a

f

c

i

<

I

- 一 一 一

-1-τ

41，

ー

っ

τ

ス吋

1.5 5日 -0.275 ー 色237 日370 - 0.1 36 1.0 1.1日76 11 11

a

日17 323 0.031323

o

.

日1400 Pu-24G 日日 0623 1 0.007831 0.00160 Pu-241 - 0.0 0日21 4 且日

o

1 3 0 2 0.0日15 1 6 U -235 -0.171160 -0.2188 0.51935日 1.3 <11 0 且6 9 0 5 1 1.5 5 9 8 U -238 O 日21 06 一日1.13542 O.口16 7 0.9762 1.83 62 日. 且7 6 5 6 -G 司 4 a c 守 U

・

2 M o

a-r

・ 1 1 p -g l i d -i t keff〉i〈

、

。

Critical volu:ne

"eff (D，C.M.) ob~ained by Eq.!7i

Iロcluding error of reactivi.y scala

.

'

(42五61，). core volu'lle F or V 1-1 オ く キド

T a b l e 5 P r e d i c t i o n of c r i t i c a l i t y of MO N J U — I N NF.S c o r e toy D. C.M. Ma t e r i a l C o r e j m p o s i t i a n ( 1 tf2/ca? ) Nm ( M O N J U - I ) & N i ( V I — I - i M O N J O - l ) C o r r n o t i o n f a c t o r R e a c t i v i t y c h a n g e ( 5 6 i ^ k / l O J — P — H E x p e r i m e n t P u - 2 5 9 P u - 2 4 0 P u - 2 4 1 U - 2 3 5 U - 2 3 8 0 Na A £ SUS a 0 8 4 9 8 4 - Q . 0 6 9 8 8 4 a 0 2 3 1 9 4 0. 0 0 9 1 9 4 0. 0 0 S 7 9 9 0. 0 0 4 1 9 9 a 0 0 1 4 0 0 — a n a a 1 i 6 0. 5 5 9 8 9 - 0 . 1 5 0 4 2 1 3 4 1 0 - 0 . 2 1 8 8 0 . 9 7 4 2 0 2 1 0 4 a - 0. 1 3 5 4 2 1. 8 3 4 2 0. 0 1 4 7 1. 4 4 3 4 1.4 0 0 9 1. 4 2 4 1 1. 5 1 8 2 1.0 1. 0 9 0 0 II n il - 3 4 . 3 3 8 - 3 3. 5 4 9 0.9 5 6 0.8 0 4 3 . 3 7 2 2 . 8 2 0 — 0. 0 4 4 — 0 . 0 4 1 1. 1 8 3 0.8 2 3 - 0 . 2 7 0 — 0. 4 2 9 0 . 5 6 4 0.6 2 5 - 0 . 1 3 4 - 0 . 2 3 3 0. 0 1 5 0. 0 1 4 T o t a l - 2 a 8 9 4 - 7 9. 1 4 ± 0 . 1 9 k e r f •> 1 D i r e c t c a l c . 0.7 7 2 7 0.7 7 4 2 ± 0.0 0 ' 5 0.7 7 2 0 ± 0 . 0 0 2 ? C r i t i c a l v o l u m e 1 9 0 3 X 1 8 7 2 ± 4 D T * F o r V I - 1 o o r o v o l u m e ( 4 2 3.4 Z ) >(ctc I n c l u d i n g r e a c t i v i t y s c a l e e r r o r core by D. C.M.

CorrRc~icn Reac~ivi 吋 change ( 名 品/k)

fa cもor f n

，

Pr白dic1;ion of crit;icalit;y of MONJUー工 NNF，R

Jmp Os iも1dn (1日../cm.3 ) core Table 5 「 一 ー

-i

…

1a1 E;xperimen~ J-F-ll .o.Nm (V1-1-.MONJ U-1) Nm (MONJU-r) a 一五五549 -34.338

，

.

4 4 3 4 ー日目 69 8 8 4 0.086986 pu-239 日.80 4 0.9 5 6 1.6 0日 ? (1.009196 日

o

2 3 1 9品 pu-240 2. 8 2 0 五3 7 2 1.4 2 6 1 日.0日4 ¥ 9 9 日.00S799 PU-241 -0. [l4 1 -0.044 1 .5 1 8 2 一 日 月 日 01 1 6 日B 日 14 0 0 リ ー235 白 ﹁ ﹄ 戸 刷 出 H ， 宮 日.823 1.1 8 3 1.0 -0.13062 0.55989 U -238 ー 日.42 9 一 日.27日 1.09日日 - 0.21日日 1. 3 4 1日

。

Cコ Na 日.97 6 2 且21 0 6 IJ 0.36 4 0.6 25 且7 7 2 7 0.7 7 ，¥2:r叩日巧

士山野

1 187

二

7

7

守

寸

。 白 色 F U -0.233 0.0 1 6 - 0.1 34 日日 15 '1 1/ -0.13542 0.0 1 6 7

a

1.83 6 2 A.f..

sus

TOもa1

1

D. C・M:.

1

Direct c.alc 2ド k 9ff 且77 2 0 190 3

.

t

cri~ica1 volu田e

InclUuiUg react1vity scale error core v.olu:ne (423.6.f..) por VI-l

本

J A B R I - M 6 0 6 3

i ^ t i f l i c t i ^ t - r i o s w t s j * , &#&£ Lx <nmfc&®it±mi& t t^KShKX^

•?4> T a b l e 5 *>» C, # £ X 5 K « J 6 T i f t g E I < E g ^ t t t fl.#tiJ3fe 2>

e

-*•* to^ , V I - 1 *p,frffc

? > ^ # M 0-7 7 2 7 i t e - f j j » a 0 7 * ^ k L ^ & t o * l / »

0

- 3 0 * - a k / k £^KiS§£?£'ffe;rc# L"C

4, t o S S l ^ J * < 4 * # f f l * * £ ^ 5 C fc-P&So ^Ifeffirci: 2> k

e f f

f l t t 0.7 7 4 2 ± 0.0 0 1 5

(£s&**---«'©isi£*#jr*ixtf±o.oo27), ftffinfaKxz>$,R

j

e?&mmift 1872±

4 0 ^ t r * 5

0

(3) FHA V I - 2 #3,fr

<5>

t i x f o . |"1>'v D ^ J ^ f i j l ^ i j i o ^ i l ^ * •» ^ 7 "•> 7X2>Z> ? C A V I 2 i ^ # O f . n h /

-J-ISfiic X 9 fiic 6 -mm^^^'L^y' 7 * * *, *• fct ^1-1 <F'& i K « « , CI-1 * <b vi-2

^ O ^ i # g S 4 T a b l e 6 ! C ^ - t

0

f t *<£>,£-? * H ^ t t [ U i : * J rtf!IF4j«ii-£rK:£^o

V I - 2 ' J p ^ i f - g - , jfififcgEffci LTTtt9 2 * f i s s i l e Pu mMM 3): 1 ^ „ ;?s§ £> 3 *fc#» t> 2

tfeK^e .x-c-•*•_£ t - c A£

3

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3

( 1/16") 1 ##flnfco:fc£ttftraTfflj£W4f©!Sifc1E©ffi

Ktt&l/>

0

D.C.M. jC X h VI-2 ' i P ^ i S ^ ^ f S ^ ^ f S t t

1

7 1 0±27 / ? * % „ C f f l i l f l x

(4) 3 P R - V I Assembly #7<

6

>

Z P R - V I Assembly # 7 W t ^ | j ' # ^ s W VI-1 !p<l>» 6 <gJM_k 4 & & , X , E g # l : O S l J ^ f I

# f c * c £tf»feft«W#4^to & * £ « & & © « « * ! : © ^ ~ * ^Kttf&«?0!^,C-r*4

0

Table 7 |C 71-1 rf» fr, ASHemoly # 7 " « 0 « # e f * S t o * :F, ffilS^lflClil L t t i ,

J-F-H-fe •> U t i j n a i l . £ t # f t 0 . 7 3 1 3 5 K # L d i r e c t JSgtffWfl 0.7.5 1 3 5 £ £ <

—ScU-C^%

0

- 3 6 * ^ k / k j t 4 f r i i X t 4 S ( 5 t S f t i * l 4 ^ -

1

* H ^ - f f c ^ i g - S

n s K 4 * * t o i b - / v i - i o®ffi^^r^ii,E«gtc^.#ai*?>c:i:ttjis^6<)-c*s

0

HI*file x

2> kaff W 0 . 7 3 7 2 ± 0 . 0 0 2 9 - C * ^

o

Assembly * 7©gg?jtfg!&K X % g i # # : 1 » 2 6 2 2 £

r t t - t * k

e f f

f t « D.c.M. nifcfgid: a 9 9 4 ± 0.004 •? * $>#8W#4 5-4 < f T ^ - c ^ s ? ;

£ # 3 - * o - * a ^ P « i f f g % * ^ f e t o 4 2 3 . 6 ^ ( 7 1 - 1 # ; » ) £ 6 1 Q£, 9 3 5 £, 1 5 4 6 ^ ,

2 2 8 6 ^ , £ o r i o J f a K * ^ l 5 : Bwlf^Cf: J - P - E i ABBN p - t -y m f i 4 l r t # M f o

keff %*K)7to * £ * % T a b l e 8 K ^ i "

0

pj-fc-/ MH "C tt *>» 4 & © H # £ S JW [ f ^ f t £ © is5

- b * M i a o ^ f C < f > - < n « « i t S - « — C * 5 o ABBN ttjSSIt^K: X 2 > e a f | # f l | f t 2 0 4 7 ^

i. j _ p _

I I r a

2 9 6 7£K < b-< 2 / 3 SgEntHiift & £ l^ 5 ffiffifc •* w H ? % % 7 f e i 6 - t ? * > 6 5 ^ ,

• t t l T 4 V I - 1 O 2<g-JM±Of$^-C*% 9 3 5 ^ K f r k t l i i f W i t t 0 . 5 * ^ k ( C * " 5 - i o

- r ^ %

0

ABBN vc t i , B i ^ i ^ i i # 7 *F,fr#:;ffK:*>-</tfc D. C.M. HifcfStt 1.0 0 5 ± 0.0 0 4

£ 4 6

0

L ^ L U J g f t ^ K : * £ 0 . 9 8 6 ( J - B ' - H ) £ 1. 0 3 2 ( i B 3 » ) o S K < fe^ttttttfc

^cc/hs^o ^56i-%*n < B £ L-ctt J-p-nic xstt*fflv»5i?j^as-c*%o ftflWWi

^WtttSC-t» 4 <nr *?>•**, M ^ u s v , - c r a H ^ g ^ f U U-riifiRfl-ffKX SfSlfcliK

S i ! - > r W 5 i C 5 K , #*»^1$ 4 •£ to *i§:ifi«lft4 gftfttt f-fllJIC £ -> X &&&%.& <r>m&V *

;& ro-z? $, £>

0

1 1

-J"AERI-¥! 6063 な 司 て い る と と を 示 し て い る の で あ る が ， 微 係 数 と し て の 密 度 係 数 は 組 成 と と も に さ ら

κ

大き 〈変り，内側炉心組成では

2

倍 以 上 の 値 に な る 。 と の よ う 陀 遠 〈 離 れ た 組 成 へ の 健 曲 糠 外 挿 " でも Table 5か ら 分 る よ う に 極 め て 精 度 よ 〈 臨 界 性 を 外 挿 出 来 る 。 す 念 わ ち

. V

工-1炉 心 体 .~κ 対ナる内側炉心組成の孟~j. f の計算{直結 dir 白 C l;拡散計算値0. 77201'C対し D.C.M.によ る 外 需 値0.7727とわずか

0.07

<IJ.!'..kしか違わ左い。 -3O~ Ak:/k近h反 応 度 変 化 に 対 し て も と の 程 度 に う ま 〈 外 挿 出 来 る と い う と と で た る 。 実 験 値 に ￡ るkef'f'値は 0.7742土0.0015 ( 反 応 度 ス ケ ー ル の 誤 差 を 考 慮 す れ ば 士0.0027)， 体 積 外 掃 に よ る 臨 界 最 実 験 値 は 1872士

4 0

f

であるo (3) F

r

.

A V工ー2

炉

，

心

(5) 乙れぬ「も'.'JじゅJ内 側 炉 心 の 物 理 的 モ ッ タ ア ッ プ で あ るFCAV工ー2集 合 体 の テ ス ト ゾ ー

ン組成よ

P

成 る ー 領 域 球 形 炉 心 で プ ラ ン ナ ッ ト はVI-1炉心と同じである。 VI-1から VI-2

へ の 外 挿 結 果 をTable 6ζ示 す 。 種 々 の 点 で 様 子 は

I

もんじゅ

J

内側炉心の場合に近lAo V工-2炉 心 の 場 合 ， 組 成 変 化 と し て は92~ fifl日ilePu燃 料 板 が1パvク当!:I3枚から2 枚''C~!:Iスベーサーとして Al₂0_S ( 1/1 6 ") 1枚 が 加 わ っ た だ け 左 の で 組 成 外 挿 の 実 験 値 の 精 度は良い。 D.C.M.に よ る V工-2炉 心 臨 界 体 積 実 験 値 は 17 1 0士27

f

で あ る 。 と の 誤 差 のλ 部 分 は 反 応 度 ス ケ ー ル の 誤 差 に も と づ 〈 も の で あ る 。 (1) 汚PR-V工A日目emoly #7(6)

ZPR-VI Aflsemoly +7は 炉 心 体 積 がVI-i炉 心 の 6倍以上もあ!:I， 叉 ， 臨 界 量 の 実 験 値 が あ る と と か ら 体 積 外 挿 も 含 め た 密 度 係 数 法 の 適 用 性 の チ エ ヅ ク に は 恰 好 の 炉 心 で あ る 。

Table 7

v

c

VI-1から A白 目 白moly0/107へ の 外 挿 結 果 を 示 すoまず，組成外婦に関しては，

J-F-IIセットによる D.C.M.外 挿

f

直0.73135/01:対しdireCl;拡散計算!@:0

.

7

3135と全

f

-致していろ。 -36% cl/k~てもがよぷ犬き左反応度変化と大き左スベクトル変化が予想さ れるKもかかわらずVI-1の 密 度 係 数 か ら 正 確 に 外 挿 出 来 る と と は 驚 異 的 で あ る 。 実 験 値 に よ るkef'f財 0.7372士0.0029である。 A日目@皿bly + 7の 臨 界 実 験 陀 よ る 臨 界 体 積2622f K対するkeff値 のD.C.M.実 験

f

直は0.994士0.004であ

D

体 積 外 挿 も う ま 〈 行 司 て い る と と が 分 る 。 体 積 外 掃 の 精 度 を み る た め423.6!! ( VI-1体積)と 610

.

e

.

935f， 1546f， 2286!!. との聞の周辺質量係数 B の計算を.T -F- lIと ABBN 珂セ.~トで行念 IA 各体積での k 9ft を求めた。結果を Table 8 ''C示す。丙tッ ト 関 で は か な り の 差 が あ る が 直 接 計 算 の 碍 セット閲の差に〈らべれば数分のーである。 ABBNは 直 接 計 算 に よ る 磁 界 体 積 を2047!! と J-F-lIの2967fに〈らベ 2/3程 度 に 見 積 る と い う 極 端 念 セ ッ ト で あ る た め で あ ろ う が ， それでも V工ー1の2倍 以 上 の 体 積 で あ る935fに か い て は 両 者 の 差 は 0.5%.c..k に な さ ま 円 ているの ABBNによる Bを用いるとキ7炉 心 体 積 にbける D.C.M.実験{直は1.005士0.004 となる。しかし直接計算による0.9 8 6 ( J -F'-lI )と1.032(ABBN)の 差 に 〈 ら べ れ ば は る か に 小 さ い 。 後 述 す る 如 < Bとしては J-F-lIによる値を用いるのが適当である。体積外掃自 身 は 計 算 そ の も の で あ る が ， 出 発 点 と な るV₁ で の 実 効 増 倦 係 数 と し て 組 成 外 挿

v

c

.tる実験値 を 使 勺 て い る と と る に ， 体 機 外 桶 も 含 め た 最 終 的 念 臨 界 性 予 測 に と 『 て 密 度 係 数 法 の 利 点 が あ るのであるの -1

1-Table 6 Prediction of cr iti caliry of F C A V I — 2 core by D. C. M. M a t e r i a l Hi C o r e c o m p o s i t i o n ( i O ' V r f ) Nm( V I - 2 ) ^ . N n i ( V I - 1 - + V I - - 2 ) C o r r e c t i o n f a c t o r fm R e a c t i v i t y c h a n g e ( 4 & k s ' l c ) J — F— 31 E x p e r i m e n t P u - 2 3 9 P u - 2 4 0 p u—24 1 U - 2 3 5 U - 2 3 8 0 Na A£ SUS 1 1 0 4 5 8 0 - 0 . 0 5 2 2 9 0 0. 3 0 9 3 2 5 - 0 . 0 0 4 6 7 5 O 0 0 1 O i ? - 0 . 0 0 0 5 3 1 0.0 0 1 5 1 6 0. 0. 6 9 0 5 1 0. 1. 7 2 8 6 0. 1 6 8 8 0. 7 6 5 6 0. 0 . 2 4 0 2 9 [> 1 0 4 8 7 1. 7 4 9 4 - 0. 0 7 0 1 1. 3 8 1 9 1. 5 1 7 6 1. 3 6 7 0 1. 4 4 6 3 1. 0 0. 9 6 6 7

//

it - 2 4.5 9 8 —2 4.0 5 4 - 0 . 4 6 1 - Q 3 8 7 - 0 . 4 0 6 — 0 . 3 4 2 0. 0. 0. 0. 0. 1 8 5 0. 2 9 4 0. 0. 0. Q 9 2 0.1 6 0 - 0 . 0 5 7 - 0 . 0 5 7 T o t a L - 2 5. 2 4 8 - 2 4 . 3 4 ± 0 C 7 ke f f 4 [ D i r a c t o a 1 c. a 7 9 5 1 0 . 8 0 4 1 ± 0 . C 0 0 6 0 7 9 6 8 ± a 0 " 1 C r i t i c a l v o l u m e 1 8 1 3 / 1 7 1 0 ± 2 7 F ^

^ For VI —1 cere volume (42 3.6/)

^jof; including error of reactivity scale

H h p 回 出 H t 定 AVEAFU ~ôk/k) 4.5 4土 日 立7 =~~

.

.

，

I

41士o.c006 土日日

9

2

1

1

〈 日士27

ア￨

imen 1. 034 38 7 3 42 日.294 日. 0.1 6 0 日.05 7

o

.

Predic1;i 口九 of criτicaliτγ of F Cム V工ー2 core by D. C. M.

Material Core co:npos1もi')~ (i日22/叩，3) 口orr ecもion I¥eacもivi'ty change ( factor

E Nm (VI-2) ムN!IJ(vI-l→Vl-2 ) fm J-F-ll Exper

Pu-23ヲ 0.104580 -0.052290 t 3 8 1 9 - 2 4.5 9 8 Pu-240 0.009325 - 0日日46 75 t 5 1 7 6 - 0.4 61 pu-241 且日日 1069 -0.000531 1. 3 6 7日 ー日'.4日品 U -235 且日日 15 6 o. t 4 4 6 3

。

U -238 日6守日5 I o. 1日 o. O t 7 2 8 6 日168 8 0.9667 0.1 8 5 Na 日76 56 且

_"

。

AL 且24 0 29

r

1日487

_"

0.0 9 2

s

u

s

1. 7 4 9 4 -0.0701

_"

一日目 5 7 Toもal -25.248 本 且7951 keff Di r" c"& c a 1 c. 且79 6 8 Crit1cal volume 1 8 1 3 1. Ta ble 6 N Gしre v 0 1 u IIIe (4 2 3.6L )

Includ1ng errQr Of 弓ac1.i'1 iもy scule F'O r VI-l

ヰ 〈 〉体

Table 7 Prediction of criticality of Z P R — V I Assembly #7 by D.C.M.

Ma t e r i a l m C o r e c o m p o s i t i o n ( 1 0z 2/ o n3 ) Nm( A s s y # 7 ) A Hm( V I - 1 - » A s s y # 7 ) C o r r e c t i o n f a c t o r R e a c t i v i t y c h a n g e (<£,alc/lO J —F—II E x p e r i m e n t P u - 2 3 9 P u - 2 4 0 P u - 2 4 1 U - 2 3 5 U - 2 5 8 0 N a ht SUS Mo D. 0 8 6 7 4 - 0. 0 6 8 1 3 0. 0 1 1 7 8 - 0 . 0 0 2 2 2 0 . 0 0 1 3 4 1 - 0 . 0 0 0 2 5 9 0.0 1 2 4 9 - 0 . 0 0 0 2 3 7 0. 5 ' 7 5 - 0 . 1 1 3 0 1 1. 3 7 8 0 - 0. 1 8 i 8 0.9 2 7 8 a 1 6 2 2 0. - 0. 1 3 5 4 2 1. 3 7 7 9 - 0 . 0 8 1 6 0. 0 2 2 5 1 0. 0 2 2 5 1 1. 5 6 1 2 1. 7 6 0 5 1. 5 5 9 2 1. 6 5 5 7 1.0 1. 0 9 9 4 n n it 1.0 - 3 6. 2 0 8 - 3 5. 3 7 7 - 0 . 2 5 4 - 0 . 2 1 3 - 0 . 2 2 4 - 0 . 1 8 8 - 0.1 0 9 - 0. 1 0 3 1. 0 2 4 0. 7 1 2 - 0 . 2 2 6 — 0. 3 6 0 0. 2 8 3 0. 4 8 7 - 0 . 1 3 5 - 1 2 3 5 - 0 . 0 7 6 — 0.0 7 6 - 1 1 2 3 7 — 0. 2 8 7 ( c a l c . ) T o t a l - 3 6.2 1 4 - 3 5. 6 4 ± 0. 1 7

r n c

M

.

ke f f f o r VI-^1 c o r e v o l u m e ( 4 2 3 . 6 . 4 ) J [ D i r e c t c a l c . 0. 7 3 1 3 5 0.7 3 7 2 ± 0.0 0 1 2 + 0.0 0 2 9 0. 7 3 1 3 5 * fceff for A s s y # 7 c o r e v o l u m e ( 2 6 2 2 .£ y * ^1 0 . 9 8 6 0 0 . ' 9 4 ± a o o i|C

•^ Including error of reactivity scale

-•£%• 3035£ (Cy linde r)xU.85 (Shape factor)

by D.C.M.

Prediction of criticality of Z P R - V工Assembly + 7 Ta ble 7 ( ~L:>k/瓦〕 Reactivity change

。

Ofrec'tl0!1 factor Core composit1on (1日口/叩" ) Ma.erial Exper:¥.;nent J - F - H fm ムN_田(VI-1→ASSy *7) N:n(ASSY *7) 国 -35，377 -36.2日B 1.5 6 1 2 - 0，06813 0.08874 Pu-239 ー 且21 3 -0.254 1.7 6 0 5 一日日日 222 0.01178 pu-240 -0.188 -0.224 1.5 玉 92 一 日 日 日025 9 且00 1 3 4 1 pu-241 - 0，103 - 0.11)9 1.6 5 5 7 一 日 日 日

o

2 6 7 0.0 1249 U -235 H h r 出 国 H ，試 且71 2 1.0 2 4 1日 - 0.1 1 301 0.5'75 U -238 -0.360 一日2 26 1.0 99 4 一日 1!l '1日 1 .3 7 8 0 O l-ul 0.48 7 0.2 8 3 fI 且16 2 2 日9 2 7 8 Na a v 白 色 V 削 -0.235 - 0.13 5 11 一日目13 5 4 2

。

AL -0.日76 一 且

o

7 6 IJ 一日日 B 1 6 1 .37 79 SU8 一日1.2再7(oa10.) ー は2'37 1.日 0.02251 0.02251 Mo 2

す

矛

一

1 2 日 -n u n u -n u n u

， ‘

-a

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a

一

士 士 士 一 内 4 a “ E

'

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-z u v -内 w ﹃ ヲ

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--3ι214 -35.64士0.1 7

."'1:::.-:-=斗一一一一一一ー『一一←

ー 日.73 1 3 5 C - a 目 -a c 守 h v 札 M

・

r n u

u

m

r 1 l a ︿ i!L 、.J

'

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日

， 。

1 2 必 副 司 { e 国 立 唱 ム o v e T -a o c Toもa1 0.73135 keff for VI_l

日986 0 k e ff f 0 r AS S Y *7 0 0 r e v 01 u:n e ( 2 6 2 2 L

)

'

:

f

0

l

<

error of react1vity soale 30 t3 5.t(C y 1 i n d e r)" 0.8 5 (S h a p e f a 0も。r)

Including

二事

J A E R I - M 6 0 6 3

Table 8 Comparison of volume e x t r a p o l a t i o n with two d i f f e r e n t

Edge Mass ^ e f f i c i e n t s (J-F-jj; and ABBN) i n ZPR—VI

Assembly 47 composition

\ - C o r e v o l u m e 4 2 ii 6 I ( V I - i ) 6 1 0 . 4 9 3 5 / 1 5 4 6 / 2 2 8 6 I

* * *

2 6 2 2 ? . ( A s s y * 7 )

*

D i r e c t c a 1 c. ke f f ( J - F - I I ) ke f f ( A B B N ) 0.7 3 1 0.7 5 7 0.7 8 6 0.8 16 0.8-19 0.8 8 4 0.9 2 0 0.9 6 0 0.9 6 9 1.0 1 5 0.9 8 6 1.032 E x p e r i m e n t ( I I C.M.) * e f f ( a / J - F - I ) ke ff ( B / A B B N ) 0.7 3 7 ± 0.0 0 3 0.7 9 3 0 7 9 5 0 8 5 6 0.8 6 1 0.9 2 7 0.9 3 5 0.9 7 7 09 8 8 0.9 9 4 1.0 0 5 ^ C r i t i c a l v o l u m e : 2967 £ (j—F-S) a n d 2 0 4 7 / i A B B N ) >f£fc I n c l u d i n g e r r o r o f r e a c t i v i t y s c a l e >|o(oj< 3 0 B 5 Z ( c y l i n d e r ) x 0.85 ( S h a p e f a c i e i )

T S " 1 J 9 Comparison of k—effective v a l u s s

for VI—1 core volume

k e f f ( J - K - 1 ) C e r e c o m p o s i t i o n D. O. i t D i r e c t c -\ 1 o._ M 0 N J U - O U T E R 0. 9 1 7 8 0.9 1 6 4 MOMJU—INNER 0. 7 7 2 7 0. 7 7 2 0 FOA V I - 2 0. 7 9 5 1 0. 7 9 6 8 Z P R - V I A s s y # 7 0. 7 3 1 3 5 0. 7 3 1 3 5 1 4 -JAERI-M 6日63

Table

8

Compari自on of volume extrapolation wich ~官o differen"t

Edg白 Maes\~..，，，， fficientH {-J-F-n and A B BN) in ZPR-V工 Assembly

/

'

*

'

compos i tiοn

下 モ

l

_l

_935.l

l

J

f

f

!

1

1

1

W

1 川 山 島781661l 1 286Z

￨

{

…

ω

〉 Direct calc.木 日73 1 山 0.920 0.9 69

I

0.9

“

keff (J-fi'-lI) keff (ABBN) O. 7 5 7 I 0.8 1 6 ! 0.8 8 4 I 0.9 6 0 I 1.0 1 5 I 1.日32 E x r e r i m e n t ( IlC. M.) keff (B/J-F'-I[) 山 7

士四位

且856

。

.927 0.977 0.99 " keff (B/ABBN) 1.005

*

C r i t i c a 1 v 0 1 u m e 2 9 6 7 .t(J -fi'-1I ) 日 d 20d7f.(ABBN) やド Including error of reactivity S0Dla

ヰ吋吋< 3日85.t(c y 1 i n d e r) x 0.8 5 (S h a p e t a c

，

0 1 :.

T"，h'.

，

9 Oomparison of k-sff日ccive valus8

for VI-1 巴り1:"6 volume

k eff (J -B'-l[ ) COt'e oompOsition D.C.M Di re cも c-.1、入 MONJ U-OUTEH 目。9 1 7 8 0.91 6 4 MONJ U-INNE:R 日77 2 7 0.7 7 2日 f i 'GA VI-2 0.7 9 5 1 O. 7 9 6 8 ZPR-VI ASsy </F7 0.73135 0.73135 -1 4ー