並列タイトル等Study on Pu burning by LMFBRs (I); Effect of high enriched Pu and B4C poisoning
一般注記ウラン・プルトニウム混合酸化物燃料を用いる高速炉のPU燃焼特性に関する解析結果を報告する。今回報告する解析では、PU富化度を増加させて転換比を下げる方策として炉心の偏平化を選び、高さ60CM、直径約5.2Mの炉心(2080MWTH)をモデルに設定した。この炉心に対して、燃料ピン外径・肉厚、スミア密度、炉心高さ、PU同位体組成、TRU 添加量等の変更がPU富化度、燃焼欠損反応度、転換比、PU量収支等のPU燃焼特性に及ぼす影響を調べた。また、PU燃焼特性の向上に伴って増大する燃焼欠損反応度の低減策としてB4C の添加(最大50V/O(天然B)、20V(80\%濃縮B)) を選び、その結果を調べた。さらに、代表的な解析コースについては、ボイド反応度及びドップラー反応度を求め、炉心安全性への影響を調べた。PU富化度(炉心平均)の範囲は約19$\sim$73W/O である。主な結論を下記に示す。(1)PU減少量とP-富化度の関係は、どの炉心仕様を変更した場合でも一定であるが、PU減少率(PU減少量のPU投入量に対する比率)とPU富化度の関係は変更する仕様によって大いに異なる。(2)実効燃料体積割合の低下に伴いPU富化度が増大し、転換比が減少する。PUインベントリはほぼ一定でPU減少率が増加する。ただし、燃焼欠損反応度及び取出平均燃焼度は顕著に増加する。ボイド反応度が低下し、ドップラー反応度の絶対値は減少する。(3)燃料部にB4Cを均一に添加することにより、PU富化度を増大させた炉心の燃焼欠損反応度を抑制することが可能である。B4C添加量に伴ってPU富化度及びPUインベントリが増大する。この結果、PU減少率が増加するかどうかはB4C の組成あるいは添加量に依存する。ただし、スペクトルの硬化により、ボイド反応度が顕著に増大し、ドップラー反応度の絶対値が一桁程度小さくなるという問題点がある。今後、B4C の添加位置等に検討を加え、改善の可能性を調べる必要がある。
This report describes results of parametric calculations on Pu burning characteristics in a MOX-LMFBR. Series of analysis were performed by changing various parameters including fuel pin spec., smear density, core height, Pu vector and TRU amount. A flat core (0.6m high $\times$ 5.2m in diameter) was used as a reference, in order to enhance neutron leakage and thus to increase Pu enrichment. Analyzed items were Pu balance, conversion ratio, reactivity loss and void / doppler reactivity. Effects of B$_{4}$C introduction on reactivity loss were also investigated. Main results were as follows. (1)Pu reduction amounts simply depend on Pu enrichment, while Pu reduction ratios (Pu reduction vs. Pu loading) were widely different among various cases. (2)When fuel volume ratio decreased, Pu enrichment increased and conversion ratio decreased. Pu core inventory didn't change much and Pu reduction ratio increased, however, reactivity loss largely increased. Both void reactivity and doppler effect decreased. (3)Homogeneous introduction of B$_{4}$C can reduce reactivity loss in a high enriched Pu core. Both Pu enrichment and Pu core inventory increased as B$_{4}$C amounts. Pu reduction ratios largely depend on B$_{4}$C amounts and $^{10}$B enrichment. Hardened neutron spectrum in the B$_{4}$C introduced core increased void reactivity, and decreased doppler effect in a large degree. Further study will be needed to investigate effects of B$_{4}$C arrangement on core characteristics including void reactivity.
一次資料へのリンクURL/PNC-TN9410-93-284.pdf （fulltext）
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
提供元機関・データベース日本原子力研究開発機構 : JOPSS:JAEA Originated Papers Searching System