報告書番号

T92070

タイトル（和文）

高燃焼度燃料集合体内の中性子輸送計算コードの開発

タイトル（英文）

DEVELOPMENT OF A TRANSPORT CALCULATION CODE FOR LWR FUEL ASSEMBLY TO EXTEND BURNUP

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

軽水炉発電では、高燃焼度化による濃縮度増加にともなう初期反応度上昇を抑制するため、可燃性毒物であるガドリニアを燃料に添加する割合が大きくなる。燃料健全性と炉心安全性から高濃度のガドリニア添加燃料の特性を把握するため、燃料集合体内の中性子輸送計算を精度よく実行するコードＦＬＥＸＢＵＲＮを開発した。このコードは、対象を表現するメッシュを任意の＊四角形とし、メッシュ内で中性子が透過、漏洩する確立から中性子輸送計算を行ない、燃焼計算を実行する。モンテカルロ法による中性子輸送計算ＫＥＮ０４とＦＬＥＸＢＵＲＮコードの計算結果を比較し、中性子束、反応度はよく一致した。また、ガドリニア添加燃料を水棒に面した半円柱領域と反対側の半円柱領に分け、出力差を計算すると相対値で最大１０％程度の差が集合体平均燃焼度１５－２０ＭＷｄ／ｋｇＵで生じることがわかった。このような詳細な燃焼解析は世界でも数少ない。

概要 （英文）

GADOLINIA IS AN EFFECTIVE BURNABLE POISON TOCONTROL THE ENHANCED REACTIVITY FOR EXTENDING BURNUP IN LWRS. GADOLINIA-DOPED FUELS ARE LOADED IN HIGH BURNUP FUEL ASSEMBLIES, HENCE IT IS IMPERATIVE TO CONFIRM THE NEUTRON PROFILES IN THE FUEL ASSEMBLY CONTAINING GADOLINIA-DOPED FUELS. WE HAVE DEVELOPED THE NEUTRON TRANSPORT CALCULATION CODE FLEXBURN THAT DESCRIBES THE GEOMETRIES WITH ARBITRARY SQUAREMESHES, CALCULATES NEUTRON TRANSPORT AND LEAKAGE PROBABILITIES IN THE MESHES, AND PERFORMS THE BURNUP CALCULATION. THE NEUTRON FLUX AND REACTIVITY CALCULATED BY FLEXBURN AGREES WITH THAT BY KEN04 CODE BY THE MONTE CARLO METHOD. THE GADOLINIA-DOPED FUEL IS DIVIDED INTO TWO HALF CYLINDER REGIONS, ONE TOWARD THE WATER ROD AND THE OTHER ON THE OTHER SIDE. THE POWER HAS A MAXIMUM 10% DIFFERENCE BETWEEN THE TWO REGIONS AT 15-20MWD/KGU OF ASSEMBLY AVERAGE BURNUP. THUS, DETAILED BURNUP ANALYSIS FOR A HIGH BURNUP ASSEMBLY HAS RARELY BEEN PERFORMED.

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